2009.06.18. - Egy halott csillag óriási energiakitörése

Az ESA INTEGRAL elnevezésű gamma- és XMM-Newton röntgenteleszkópjai által észlelt óriási energiakitörés egy olyan halott csillagtól, ún. magnetártól származott, amiből a Tejútrendszerben mindössze 15 példány ismert.

Az óriási kitörés röntgensugárzása 2008. augusztus 22-én érte el a Föld közvetlen környezetét, s rögvest működésbe is hozta a NASA Swift műholdjának automatikus szenzorait. Mindössze 12 óra múltán az ESA XMM-Newton űrobszervatóriuma is betájolta a forrást, s elkezdte a röntgenadatok gyűjtését, melynek eredményeként minden eddiginél részletesebben lehetett spektroszkópiai úton nyomon követni egy magnetár kitörésének lefolyását. A több, mint 4 hónapig tartó folyamat során a nagy mellett még kisebb kitörések százait is megfigyelték.

A magnetárok a legerősebb mágneses térrel rendelkező objektumok az Univerzumban. Olyan neutroncsillagokról van szó, melyek mágneses mezeje három nagyságrenddel haladja meg a "normál" társaikét. A körülöttük kialakuló tér mintegy 10 milliárdszor erősebb a Föld mágneses mezejénél, s nagysága például azzal is érzékeltethető, hogy ha egy magnetár valamilyen csoda folytán hirtelen megjelenne a Hold távolságának felénél, azaz a Földtől körülbelül 200 ezer kilométerre, mágneses tere az emberiség által használt összes plasztikkártya minden adatát egy pillanat alatt törölné.

Fantáziarajz egy magnetárról, a Világegyetem legerősebb mágneses terű objektumáról.
[NASA]

A szóban forgó, SGR 0501+4516 katalógusjelű magnetár távolsága körülbelül 15 ezer fényév, s a kitörés detektálásáig ismeretlen volt a kutatók előtt. Az elképzelések szerint a megfigyelthez hasonló kitörés akkor következhet be, amikor az instabillá váló mágneses tér következtében átszakad a magnetár kérge, s így az alatta lévő anyag - hasonlóan a földi vulkánkitörésekhez - szabadon áramolhat ki, ráadásul a saját konfigurációját változtatni képes mágneses térrel történő kölcsönhatása tovább növeli a felszabaduló energia mennyiségét. Tehát tulajdonképpen a neutroncsillag rengései által megzavart mágneses tér okozza az energiakitöréseket.

Itt jött a képbe az INTEGRAL (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory), ugyanis 5 nappal a nagy kitörés után olyan nagyenergiájú röntgensugárzást detektált a forrás irányából, ami az XMM-Newton érzékelési tartományán kívül esett. Ez azért érdekes, mert ez az első eset, hogy ilyen átmeneti röntgenemissziót sikerült megfigyelni. A 10 nap után eltűnő sugárzás oka valószínűleg a mágneses tér konfigurációjának átrendeződése volt.

Az SGR 0501+4516 katalógusjelű magnetár INTEGRAL műhold által észlelt nagyenergiájú (18-60 keV) röntgenemissziója 2008. augusztus 27-én (balra), illetve a forrás röntgenképe 2008. szeptember 5-én (jobbra).
[ESA/XMM-Newton, Rea és tsai]

A magnetárok kitörése következtében annyi energia érheti el a Földet, mint amit bolygónk a napflerekből kaphat, holott előbbiek a Galaxis távoli tartományaiban vannak. A magnetárok kialakulására két elképzelés létezik. Az egyik szerint eleve erős mágneses térrel rendelkező csillagok pusztulása után visszamaradt kisméretű objektumok. Ezzel az a gond, hogy a kellő erősségű térrel bíró csillagok nagyon ritkák, a Tejútrendszerben mindössze néhány ismert belőlük. A másik lehetőség az, hogy egy normál csillag halála közben a felpörgő magja hozza létre a rendkívüli mágneses teret a dinamóhatás eredményeként. Az említett probléma ellenére a témával foglalkozó csillagászok többsége az első változatot favorizálja, aminek viszont az igazi bizonyítéka jelen kutatás vezetője, Nanda Rea (University of Amsterdam) szerint az lenne, ha erős mágneses terű csillagok halmazában azonosítanának egy magnetárt.

A Tejútrendszerben jelenleg 15 magnetár ismert, az SGR 0501+4516 az ún. ismétlődő lágyröntgen-kitörők (Soft Gamma-ray Repeaters) közé tartozik. A kutatók azt tervezik, hogy az XMM-Newton segítségével a következő évben is észlelik, remélve, hogy a kitörés utáni nyugodt állapotában is meg tudják figyelni.

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society online változatában jelent meg 2009. június 15-én.

Forrás:

• ESA INTEGRAL News 2009.06.16.
• arXiv:0904.2413v1 [astro-ph.HE]