Koľko váži čierna diera Telepolis
Hviezdokopa Westerlund 1. Obrázok: ESO
Objav superťažkého magnetaru spochybňuje teórie o vzniku čiernych dier
S pomocou veľmi veľkého ďalekohľadu ESO európski astronómovia preskúmali takzvaný „magnetar“ - neobvyklý typ neutrónovej hviezdy - a zistili, že bol formovaný z hviezd s hmotnosťou väčšou ako 40 slnečných hmôt. Tieto výsledky výskumu spochybňujú súčasné teórie o formovaní hviezd, pretože hviezdy s touto hmotou, ako sa predtým očakávalo, by mali v skutočnosti tvoriť čierne diery a nie magnetary. Z toho možno odvodiť základnú otázku: Aká veľká musí byť nakoniec hviezda, aby vytvorila čiernu dieru?
Pre výsledok výskumu astronómovia podrobne pozorovali hviezdokopu Westerlund 1 “. Nachádza sa o 16 000 svetelných rokov ďalej v oltári súhvezdia. Astronómovia už z predchádzajúcich pozorovaní vedeli, že „Westerlund 1“ je najbližšou hviezdokopou so stovkami hmotných hviezd, z ktorých niektoré sú jasnejšie ako milión slnka a iné sú dvetisíckrát väčšie ako naše slnko (ktoré, ak majú rovnakú veľkosť, sú až na obežnú dráhu Saturn by stačil).
„Keby bolo naše slnko v strede tejto pozoruhodnej hviezdokopy, naša nočná obloha by bola naplnená stovkami hviezd, ktoré žiarili rovnako jasne ako úplný mesiac,“ uviedol Ben Ritchie, autor článku, ktorý prezentoval výskum. „Westerlund 1“ je fantastická „hviezdna zoo“ so širokou škálou exotických hviezd. Všetky však majú jednu spoločnú vec: sú rovnakého veku - zhruba medzi 3,5 až 5 miliónmi rokov - a boli vytvorené spolu s klastrom.
Magnetar, podobne ako ten, ktorý je v ňom pozorovaný, je formou neutrónovej hviezdy s neuveriteľne silným magnetickým poľom - miliónkrát silnejším ako je to na Zemi - ktorá vznikla pri výbuchu niekoľkých supernov. V klastri „Westerlund 1“ sa nachádza jeden z mála známych magnetarov v Mliečnej ceste. Vďaka svojej polohe v klastri sa dá predpokladať, že bola vytvorená z hviezdy so 40-násobnou hmotnosťou Slnka.
Rovnako ako všetky hviezdy vo „Westerlund 1“ sa dá zúžiť aj čas vzniku hviezdy, z ktorej bol magnetar vytvorený - preto musela mať kratšiu životnosť ako ostatné hviezdy v systéme. „Pretože životnosť hviezdy priamo závisí od jej hmotnosti (čím je väčšia, tým kratšia je jej životnosť),“ hovorí vedúci tímu a spoluautor štúdie Simon Clark, Odvodiť systém, že magnetar musel mať oveľa vyššiu hmotnosť. Toto zistenie je obzvlášť dôležité, pretože stále neexistuje všeobecne uznávaná teória o tom, ako extrémne sa vytvárajú magnetické objekty. ““
Z tohto dôvodu astronómovia skúmali hviezdy patriace do dvojitého systému „W13“ vo „Westerlund 1“. Ich masy možno odvodiť priamo z ich pohybu. Hmotnosť magnetaru bola odvodená z porovnania týchto hviezd. Toto bolo prvýkrát, čo dokázalo, že magnetary môžu vznikať z hviezd, ktoré sú také hmotné, že podľa doterajších očakávaní mali tvoriť čierne diery. Predchádzajúca teória spočívala v tom, že hviezdy s hmotnosťou medzi 10 a 25 slnečnými hmotami sa stanú neutrónovými hviezdami a po ich spálení ešte masívnejšími čiernymi dierami.
„Tieto hviezdy musia stratiť viac ako 90 percent svojej hmotnosti predtým, ako sa stanú supernovou a explodujú - inak sa z nich stane čierna diera,“ hovorí ďalší spoluautor textu Ignacio Negueruela. „Takéto veľké hromadné straty pred výbuchom supernovy kladú„ veľké požiadavky “na konzistenciu súčasných teórií o vývoji hviezd.“ Jeho spoluautor Norbert Langer uzatvára: „Teraz vyvstáva otázka, aká veľká musí byť hviezda, aby sa stala jednou z nich. Zrútiť čiernu dieru, keď sú hviezdy s viac ako 40 slnečnými hmotami príliš ľahké. ““
Astronómovia uprednostňujú formačný mechanizmus, ktorý tvrdí, že prekurzorová hviezda magnetaru mohla mať pri svojom vzniku spoločníka. Keď sa vyvinuli spolu, obe hviezdy začali vzájomne interagovať a pomocou energie orbitálneho pohybu odpudzovali veľkú hmotu hviezdy magnetárneho prekurzora. Pretože v blízkosti magnetaru nenájdeme žiadnu takúto spoločnú hviezdu, astronómovia predpokladajú, že táto dyada bola počas výbuchu supernovy roztrhnutá a že obe hviezdy boli vytlačené z klastra vysokou rýchlosťou.
„Ak je to tak, dá sa odvodiť, že dvojité hviezdy môžu hrať kľúčovú úlohu vo vývoji hviezd z hľadiska úbytku hmotnosti - druh„ ultimátnej kozmickej diéty “pre ťažké hviezdy, ktoré stratia viac ako 95 percent svojej hmotnosti,“ uzatvára Clark. (Stefan Höltgen)