Nedávno objevený opakující se rychlý rádiový záblesk (FRB) s názvem FRB 20200120E prohlubuje tajemství těchto již tak hluboce záhadných vesmírných signálů. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Astronomové vystopovali jeho polohu v galaxii vzdálené 11,7 milionu světelných let, což z něj činí nejbližší známý extragalaktický rychlý rádiový záblesk, který je 40krát blíže než další nejbližší extragalaktický signál.

Objevuje se však také v kulové hvězdokupě – shluku velmi starých hvězd, což není místo, kde bychom mohli očekávat výskyt typu hvězd, které chrlí FRB.

Její objev naznačuje jiný mechanismus vzniku těchto hvězd a naznačuje, že FRB mohou vznikat v širším spektru prostředí, než jsme si mysleli.

FRB ohromují vědce od objevu prvního z nich v roce 2007. Tvoří je extrémně silné signály z hlubokého vesmíru, vzdálené miliony světelných let, z nichž některé vybíjejí více energie než 500 milionů Sluncí a jsou detekovány pouze v rádiových vlnových délkách.

Přesto jsou tyto záblesky šokující krátké, kratší než mrknutí oka – trvají pouhé milisekundy – a většina z nich se neopakuje, takže je velmi obtížné je předvídat, vystopovat, a tedy i pochopit.

Analýzou jemné struktury těchto rádiových signálů se astronomové zaměřili na typ objektu, o kterém se domnívali, že by je mohl způsobovat, přičemž hlavní teorie se týkala kompaktních objektů, jako jsou neutronové hvězdy.

V roce 2020 pak přišel obrovský průlom. Konečně byl detekován FRB z nitra galaxie Mléčné dráhy, který byl emitován magnetarem.

Magnetary – kterých doposud nebylo potvrzeno mnoho – jsou vzácným typem neutronových hvězd, zhrouceným jádrem mrtvé hvězdy, jejíž počáteční hmotnost se pohybuje mezi 8 a 30násobkem hmotnosti Slunce. Neutronové hvězdy jsou malé a husté, o průměru asi 20 km, s maximální hmotností asi dvou Sluncí.

Magnetary, jak už název napovídá, přidávají ještě něco navíc: naprosto šílené magnetické pole – asi kvadrilionkrát silnější než magnetické pole Země a tisíckrát silnější než pole běžné neutronové hvězdy.

To nás přivádí zpět k FRB 20200120E. Je to menšina mezi FRB – FRB, který opakuje své záblesky – ale kromě toho dokonale odpovídá profilu.

Protože se však opakuje, astronomové mohli snadněji určit místo na obloze, odkud pochází. Analýzou dalších vlastností signálu byli schopni určit, že urazil poměrně krátkou vzdálenost.

To je v roce 2021 dovedlo k velkolepé konstrukci spirální galaxie s názvem M81, i když s určitou mírou nejistoty. Přesněji řečeno, vědci se domnívali, že vystopovali FRB 20200120E ke kulové hvězdokupě.

Ve studii publikované tento týden v časopise Nature tým astronomů tuto polohu potvrdil.

Zde je důvod, proč je to problém. Kulové hvězdokupy jsou kompaktní skupiny hvězd, které jsou obvykle velmi staré a dlouhověké a mají nízkou hmotnost, žádná není větší než hmotnost Slunce. Předpokládá se, že všechny jejich hvězdy vznikly ze stejného oblaku plynu ve stejnou dobu; podobně jako malé město pak tyto hvězdy žijí svou většinou klidnou existenci společně.

Neutronové hvězdy, jak jsme se již zmínili, vznikají zpravidla z hvězd s vyšší hmotností, které mají také mnohem kratší dobu života na hlavní posloupnosti (spalování vodíku) – hvězdy typu OB. Obecně tedy platí, že neutronové hvězdy nebo magnetary v kulové hvězdokupě nenajdete.

„Zde uvádíme pozorování, která lokalizovala FRB do kulové hvězdokupy spojené s M81, kde se nachází 2 parseky od optického středu hvězdokupy,“ píší vědci ve svém článku.

„Kulové hvězdokupy hostí staré hvězdné populace, což zpochybňuje modely FRB, které se odvolávají na mladé magnetary vzniklé při kolapsu jádra supernovy.“

Nebojte se však – existuje totiž zajímavý precedens.

Čas od času se zjistí, že kulová hvězdokupa hostí typ rychle rotující neutronové hvězdy známé jako milisekundový pulsar. Protože jsou kulové hvězdokupy tak hustě osídleny, hvězdy se mohou vzájemně ovlivňovat a dokonce se srážet, čímž vznikají objekty, jako jsou rentgenové dvojhvězdy s malou hmotností a pulsary.

Podle výzkumného týmu to představuje další zajímavé mechanismy vzniku magnetarů mimo kolaps jádra masivní hvězdy. Bílý trpaslík s nízkou hmotností, který interaguje s jinou hvězdou a akreuje z ní materiál, by mohl získat dostatečnou hmotnost, aby se zhroutil na neutronovou hvězdu; nebo by se dva bílí trpaslíci mohli spojit, a to se stejným cílem.

Je také možné, že zdrojem FRB není magnetar, ale rentgenová dvojhvězda o malé hmotnosti, například bílý trpaslík a neutronová hvězda nebo neutronová hvězda a exoplaneta. Může se také jednat o akreční černou díru.

Důkazy pro tato vysvětlení chybí – není zde žádná rentgenová ani gama aktivita, která by tyto systémy obvykle doprovázela – ale přesto je nelze vyloučit.

Ať už je odpověď jakákoli, zdá se, že FRB 20200120E se chystá otřást situací. Buď nás naučí něco nového o interakcích hvězd v kulových hvězdokupách, nebo nám poskytne nový kanál pro vznik FRB.

Vzhledem k tomu, že se jedná o opakující se FRB tak blízko nás, představuje vzácnou příležitost k podrobnému prozkoumání těchto záhadných signálů.

O výsledcích výzkumu informuje časopis Nature.

Zdroj: sciencealert.com