Nyní se uznává, že nejvýkonnější supernovy ve vesmíru jsou poháněny zrodem rychle rotujících, vysoce magnetizovaných neutronových hvězd zvaných magnetary. Astronomové už léta přemýšleli o supersvětelných supernovách – explozích, které jsou desetkrát nebo vícekrát jasnější než běžné supernovy a trvají mnohem déle. Nový výzkum publikovaný v časopise Nature potvrzuje, že tyto mimořádné události jsou poháněny obrovskou energií uvolněnou novorozeným magnetarem. Tento objev nejenže řeší dlouhodobou záhadu, ale také představuje první potvrzené pozorování vzniku magnetaru v reálném čase.
Záhada supersvítivých supernov
Supersvětelné supernovy matou vědce od jejich prvního objevení na počátku 21. století. Jejich výjimečná jasnost a trvání zpochybnily existující modely smrti hvězd. Když se masivní hvězda zhroutí, obvykle exploduje a zanechá za sebou buď neutronovou hvězdu, nebo černou díru. Neutronové hvězdy jsou neuvěřitelně husté – čajová lžička váží miliardy tun – a mohou být domovem extrémní fyziky. Některé neutronové hvězdy rychle rotují a vyzařují proudy záření ve formě pulsarů. Nejextrémnější jsou však magnetary: novorozené pulsary s magnetickými poli tisíckrát silnějšími než u typických neutronových hvězd.
Průlom: SN 2024afav a precese Lense-Thirringa
Klíčem k vyřešení této záhady bylo pozorování SN 2024afav, supersvítivé supernovy nacházející se asi miliardu světelných let od Země. Astronomové sledovali supernovu 200 dní a zaznamenali zvláštní vzorec: její jasnost periodicky klesala a intervaly mezi pády se časem zkracovaly. Toto chování nebylo v souladu s žádným známým zdrojem energie kromě jednoho: rychle rotujícího magnetaru.
Obrovské magnetické pole magnetaru se kroutí a deformuje, když se otáčí rychlostí blízkou rychlosti světla a uvolňuje obrovské množství záření. Tato energie přeplňuje okolní vyvržený plyn, zvyšuje svítivost supernovy a prodlužuje její trvání. Zásadní je, že pozorované poklesy jasnosti byly vysvětleny jevem předpovězeným Einsteinovou obecnou teorií relativity: Lense-Thirringova precese. Extrémní gravitace magnetaru zakřivila časoprostor, což způsobilo, že se okolní disk hmoty chvěl jako káča. Z pozemské perspektivy tento kolébavý disk pravidelně zakrýval náš výhled na magnetar a vytvářel pozorovaný vzor blikání.
Proč na tom záleží
Tento objev je významný z několika důvodů. Za prvé, poskytuje definitivní důkazy pro motor poháněný magnetarem, který je základem supersvítivých supernov. Za druhé, potvrzuje dlouhodobou teoretickou předpověď. Za třetí, nabízí jedinečnou příležitost otestovat obecnou relativitu za extrémních gravitačních podmínek. Prostředí kolem magnetaru je tak intenzivní, že i drobné předpovědi teorie se stávají měřitelnými účinky. Jak poznamenává Adam Ingram, astrofyzik z Newcastle University, „všechno v tomto systému je extrémní… gravitační pole je dostatečně silné, aby ty nejexotičtější předpovědi obecné teorie relativity měly znatelné účinky.“
Potvrzení magnetarů jako hnací síly těchto událostí otevírá nové cesty výzkumu hvězdné evoluce, extrémní fyziky a základních zákonů, které řídí vesmír. Tento objev znamená velký krok vpřed v pochopení nejnásilnějších a nejenergetickejších jevů ve vesmíru.
