A vándor a neutroncsillagok egy egzotikus típusa, egy nagy tömegű csillag sűrű, csupán város méretű maradványa, amely különösen erős mágneses térrel bír. Míg a magnetárok többsége nagy tömegű csillagok összeomlásával keletkezik szupernóva-robbanások során, a legújabb kutatások arra engednek következtetni, hogy ez a vándorló példány nem így jött létre.
Az égitestet 2008-ban fedezték fel a NASA Neil Gehrels Swift Obszervatóriumának adataiban, és az SGR (Soft Gamma-ray Repeater, azaz ismétlődő lágyröntgen-kitörő) 0501+4516 jelet kapta, mivel szórványos, de intenzív gamma- és röntgenkitöréseket produkált. A Hubble-űrtávcső és több földi teleszkóp is követte a mozgását 2010-ben, 2012-ben és 2020-ban.
Egy kutatócsoport Ashley Chrimes (European Space Research and Technology Center) vezetésével nemrég összevetette ezeket a megfigyeléseket az Európai Űrügynökség Gaia-űrtávcsövének több mint kétmilliárd csillagról végzett pontos pozícióméréseivel, hogy részletes képet kapjon a galaxisunkon keresztülszáguldó magnetár mozgásáról.
Érdekes módon a magnetár a mozgása alapján távol haladt el minden olyan szupernóva-maradványtól vagy csillaghalmaztól, amelyről feltételezhető, hogy az SGR 0501+4516 kitöréseiért felelős lehet. „Ez az első alkalom, hogy egy (feltételezhetően) fiatal magnetár születési helyét nem sikerült azonosítani, pedig elég pontosan, a lehető legkevesebb megfigyelési hibával ismerjük a múltbéli pályáját.” – mondja Chrimes. A kutatók az Astronomy & Astrophysics című szaklapban közzétett tanulmányukban vázolják fel az egyéb lehetőségeket.
Rejtélyes eredetű neutroncsillag
Nem ismerjük pontosan a magnetárok létrejöttének folyamatát, főképp azért nem, mert nagyon kevés van belőlük, és kihívást jelent a távoli csillagok megfigyelése. Csupán 30 fiatal, magányos neutroncsillagot ismerünk a Tejútrendszerben és galaktikus szomszédaiban, a Magellán-felhőkben.
A csillagászok megfigyeléseket végeztek közeli infravörös tartományban az SGR 0501+4516 jelű forrásról napokkal, hetekkel és évekkel az első kitörést követően. Rájöttek, hogy az égitest évente 5 milliívmásodperces szögsebességgel mozog. Ez nem tűnik nagy sebességnek – mintha csak egy csigát néznénk a Szaturnusz pályáján haladni. A magnetár becsült távolsága viszont 6500 fényév, és a megfigyelt mozgás ennek megfelelően körülbelül 50 kilométer másodpercenként, vagyis 180 ezer kilométer/óra.
Mivel a magnetár a HB9 jelű szupernóva-maradvány közelében helyezkedik el, ami 4–7 ezer évvel ezelőtt robbanhatott fel, a kutatók eredetileg úgy gondolták, hogy az SGR 0501+4516 ebben a robbanásban keletkezett. Ha visszavezetjük a mozgását, akkor azonban kiderül, hogy a pályája sosem keresztezte a még mindig táguló gázhéjak útját.
A kutatók egyetlen neutroncsillaggal, közeli szupernóva-maradvánnyal vagy halmazzal sem tudták kapcsolatba hozni a rejtélyes égitestet. „Egyértelmű, hogy a magnetárok többsége hagyományos neutroncsillag, abban az értelemben, hogy egy nagy tömegű csillag magösszeomlásának maradványai.” – mondja Chrimes. „Az SGR 0501+4516 jelű magnetár születési helyét azonban nem tudjuk meghatározni.”
Különböző eredet-elméletek
„Ez a felfedezés egy adalék ahhoz a problémához, hogy mit tudunk a csillagok életének végéről.” – mondja Andrew Levan (Radboud University), a tanulmány társszerzője. A kutatók több különböző lehetőséget is felvázoltak.
Lehetséges, bár kicsi a valószínűsége, hogy a magnetár jóval idősebb, mint gondoltuk – annyira idős, hogy a szupernóva-maradványa már eloszlott, és lehetetlen megfigyelni. Esetleg egy kisebb tömegű csillag magösszeomlásos szupernóva-robbanása során jött létre, amely kisebb, halványabb és gyorsabban elhalványuló esemény lehetett. Egy kettőscsillag azon tagja, amelynek anyagából a társa már elszívott valamennyit, valószínűleg kisebb robbanással pusztul el, de az, hogy az SGR 0501+4516 közelében nincsenek más égitestek, kétségessé teszi ezt a magyarázatot.
Az is lehetséges, hogy az SGR 0501+4516 olyan folyamat során jött létre, amelyről eddig nem is tudtuk, hogy magnetárt eredményezhet. „Két lehetséges, nem-magösszeomlásos eredet a kis tömegű neutroncsillag-kettősök összeolvadása, valamint egy fehér törpe tömegbefogás által kiváltott összeomlása.” – mondja Chrimes.
A magnetár két neutroncsillag összeolvadásának stabil, nagy mágneses terű végterméke lehet, ha az össztömegük nem lépi át a fekete lyukká válás határát. Kialakulhat úgy is, ha egy fehér törpe elég anyagot von el a társától. A Naphoz hasonló csillagok maradványai, a fehér törpék általában akkor válnak szupernóvává, amikor elég nagy tömeget gyűjtenek össze, bizonyos összetétel és mágneses feltételek fennállása azonban lehetővé teheti, hogy egy fehér törpe-kettős inkább neutroncsillaggá alakuljon.
„Ezek a magnetár-születési elméletek már évtizedek óta velünk vannak, de közvetlen bizonyíték nincs rájuk.” – mondja Chrimes. „Az SGR 0501+4516 lehet a legjobb jelölt egy ilyen képződési módra a Tejútrendszerben.”
Egyelőre nehéz megmondani, hogy melyik forgatókönyv működik jobban. „További Hubble-megfigyeléseket tervezünk, még több magnetárról szeretnénk hasonló méréseket végezni.” – teszi hozzá Chrimes. A csapat reméli, hogy sok magnetár mozgásának meghatározásával megismerhetjük a keletkezésük módját.
A bolyongó magnetár és a gyors rádiókitörések
A kóborló magnetár fényt deríthet a rádiósugárzás rövid felvillanásaira, a gyors rádiókitörésekre (FRB-kre), amelyek több mint egy évtizede fejtörést okoznak a csillagászoknak. A gyors rádiókitöréseket a múltban a magnetárokkal hozták összefüggésbe, de ezek általában a fiatalabb csillagkeletkezési régiókhoz kapcsolhatók, gyors rádiókitöréseket pedig olyan régiókban is találtak már, amelyekben idősebb csillagok vannak. Ez pedig a kóbor magnetár esetében felvázolt keletkezés-elméletek igazára utalhat.
„Ebben az esetben az tűnik valószínűnek, hogy egy neutroncsillag „a sötétben” keletkezett, szupernóva-robbanás nélkül.” – mondja Levan. „Ha neutroncsillagok vagy akár fekete lyukak is létrejöhetnek erőteljes robbanás nélkül, az fontos adalék a csillagok életének és a halálának megértéséhez.”
Forrás: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/wandering-magnetar-has-mysterious-origins/
A kutatásról beszámoló tanulmány: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2025/04/aa53479-24/aa53479-24.html#abs
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet