„Relativistická” plazmová „čepel“ by mohla rozrezať na polovicu aj celú hviezdu

Hviezdy by mohli byť rozrezané na polovicu „relativistickými čepeľami“ alebo ultrasilnými výbojmi plazmy formovanými extrémne silnými magnetickými poľami, naznačuje nová štúdia. Tieto čepele rozdeľujúce hviezdy by mohli vysvetliť niektoré z najjasnejších explózií vo vesmíre. Autori štúdie z Centra pre kozmológiu a časticovú fyziku na Newyorskej univerzite načrtli svoje výsledky v článku, ktorý bol v septembri uverejnený na predtlačovom serveri arXiv. Štúdia zatiaľ nebola recenzovaná.

Vedci pátrali po pôvode určitých typov gama zábleskov (gamma-ray bursts – GRB). Sú to sú jedny z najsilnejších výbuchov na oblohe, ale zvyčajne sa vyskytujú tak ďaleko, že ich môžeme vidieť len ako krátky, ale intenzívny výboj nadmerného gama žiarenia. Len niekoľko známych objektov dokáže vygenerovať energiu potrebnú na vznik GRB, a preto väčšina astrofyzikov predpokladá, že ide buď o čierne diery, alebo magnetary (neutrónové hviezdy, ktorých hlavným prejavom je extrémne silné magnetické pole). Astronómovia sa však snažia vysvetliť, prečo niektoré GRB zanikajú veľmi pomaly.

V novej štúdii autori naznačujú, že tieto dlhotrvajúce GRB môžu vzniknúť, keď niektoré masívne hviezdy umierajú. Jadro hviezdy sa zrúti a vznikne neutrónová hviezda, čo je guľa ultrahustých neutrónov vo veľkosti mesta, obklopená ťažkými vrstvami vodíka a hélia. Táto neutrónová hviezda môže rýchlou kompresiou a rotáciou získať mimoriadne silné magnetické pole. Tým sa zmení na magnetar, ktorý je hostiteľom najsilnejších magnetických polí v známom vesmíre. Novo zrodený magnetar je obklopený chaosom. Jeho vlastná gravitácia naň priťahuje zvyšky atmosféry materskej hviezdy, ale intenzívne žiarenie a magnetické polia túto plazmu šialene bičujú.

V predchádzajúcich prácach astronómovia dospeli k záveru, že v tomto víre sa pozdĺž osi rotácie magnetaru vytvára prúd, ktorý si razí cestu cez umierajúcu hviezdu. Autori novej štúdie si však uvedomili, že magnetické polia magnetaru môžu takisto vysielať intenzívne výboje žiarenia pozdĺž rovníka magnetaru. Tieto lúče žiarenia, formované extrémnymi odstredivými silami rotujúcej hviezdy, vytvárajú čepeľ, ktorá sa pohybuje smerom von cez hviezdu takmer rýchlosťou svetla a nesie viac energie ako výbuch supernovy.

Táto „relativistická čepeľ“ môže dokonale rozdeliť hviezdu a na svojej ceste von ju rozrezať na polovicu, zistili autori štúdie. Čepeľ potom prekoná vzdialenosť, ktorá niekoľkokrát presahuje polomer pôvodnej hviezdy, kým sa definitívne stratí, čo by mohlo vysvetliť niektoré dlhšie trvajúce GRB. Osud hviezdy je spečatený. Počas svojej cesty čepeľ naberá čoraz viac materiálu, ktorý sa nakoniec k nej pripojí na jej ceste von. Čepeľ tiež spôsobuje nestabilitu v samotnej hviezde, ktorá nakoniec vedie k jej zániku.

V štúdii vedci jednoducho dokázali, že relativistická čepeľ by mohla vysvetliť takéto GRB. V ďalšom kroku plánujú skúmať, ako sa čepeľ vyvíja v čase a ako presne prebieha následná smrť hviezdy. To by im umožnilo identifikovať kľúčové znaky tohto typu výbuchu a určiť, či sa niektoré GRB, ktoré vedci pozorovali už skôr, dajú vysvetliť pomocou tohto modelu.

Zdroj: livescience.com.