Naukowcy krok bliżej rozwikłania zagadki kosmicznych błysków FRB. Ustalono pochodzenie jednego z nich

Radioteleskopy na Ziemi często wychwytują pojedyncze sygnały z odległych miejsc we wszechświecie. Scenariusz zwykle jest ten sam: jeden błysk i brak powtórzeń. Sporadycznie bywają zgrupowane w klastry. Najbardziej poszukiwane są wracające cyklicznie, bo łatwiej ustalić lokalizację ich źródła.

Błyski FRB, silne i mierzone w milisekundach sygnały rejestrowane na falach radiowych to zjawisko równie ciekawe, co tajemnicze. Nie są przy tym czymś nowym. W końcu od 2007 roku zarejestrowano ich setkę. Być może emitują je gwiazdy neutronowe (magnetary) z odległych galaktyk, a może zapadające się pod własnym ciężarem pulsary.

W przypadku opisywanego tu SGR 1935+2154 podejrzewa się właśnie promieniowanie magnetara, i to konkretnego. – Jest to pierwszy znany przypadek gdy zaobserwowano związek między FRB a magnetarem. To ważne odkrycie, bo zbliża nas do poznania źródła tego fenomenu – tłumaczy włoski astrofizyk Sandro Mereghetti, którego analizę opublikowano w czasopiśmie ”The Astrophysical Journal Letters”.

Magnetary to szczątki gwiazd o masach kilkadziesiąt razy większych od naszego Słońca. Przeszły one etap supernowej i wyemitowały w przestrzeń większość swojej materii. Jeżeli nie zapadły się pod własnym ciężarem tworząc czarną dziurę, to miały szansę zostać taką wersją gwiazdy neutronowej – magnetarem.

Jest to bardziej prawdopodobne w tzw. ciasnym układzie podwójnym, gdzie dwie masywne gwiazdy obiegają się w odległości mniejszej niż ta od Ziemi do Słońca. Gdy jedna z gwiazd wypala się, następuje jej kanibalizacja przez koleżankę. Tak przynajmniej zakłada model teoretyczny tego zjawiska.

Gdy na skutek supernowej zostanie z olbrzyma samo gorące jądro o masie ponad dwóch mas słonecznych, najpewniej zapadnie się. Jeżeli będzie mniejsza, powstanie gwiazda neutronowa. Zapadający się obiekt nieprzerwanie wiruje, a nawet stale przyśpiesza.

W zależności od szybkości ruchu obrotowego albo pozostanie gwiazdą neutronową (50 – 100 ob./s) lub przemieni w magnetara (300 – 1000 ob./s). Magnetara od gwiazdy neutronowej różni przede wszystkim nawet 1000-krotnie silniejsze pole magnetyczne.

Na taki obiekt działają dwie siły o różnych wektorach. Grawitacja ściska ją do wewnątrz, utrzymując materię razem, a pole magnetyczne chce rozerwać. Efektem jest zaburzony kształt tej martwej, kręcącej się w szalonym tempie gwiazdy.

To przeciąganie linii wywołuje co jakiś czas potężne wstrząsy objawiające się emisją, regularną lub nie, promieniowania gamma i rentgenowskiego. Rzadko bo rzadko, ale czasem emitują fale radiowe. Naukowcy bacznie przyglądają się tym obiektom, bo każda nowa informacja daje nadzieje na zrozumienie zasad według których działają ich pola magnetyczne. Tak było z sygnałem z 27 kwietnia tego roku.

Gdy instrumenty teleskopu CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) wyłapały SGR 1935+2154 nie mogły jednoznacznie ustalić, co to właściwie był za błysk. Nie był specjalnie silniejszy od FRB, ale pomimo ewidentnego podobieństwa sygnału nie został za taki uznany.

Po prostu nigdy wcześniej nic tak nie błysnęło tak blisko nas. Przyzwyczailiśmy się, że FRB nadchodzą z odległych krańców Wszechświata. A ten był ”tuż za rogiem”. Do umiejscowienia i opisania ”nadawcy” konieczne było wsparcie zespołu kierującego należącego do ESA satelitą INTEGRAL.

Była też pewna niespodzianka. Sygnał radiowy nie był sam. Równolegle towarzyszył mu sygnał promieniowania rentgenowskiego, pozwalający doprecyzować odległość magnetara. Pierwotnie umiejscawiano go 30 tys. lat świetlnych od Ziemi.

Tego w przypadku FRB jeszcze nigdy nie odnotowano. Nie znaczy oczywiście, że ich tam nie ma a jedynie to, że FRB mogą mieć bardziej złożoną strukturę niż nasze zdolności ich wyszukiwania i analizy. Choć nie jest do definitywny dowód na pochodzenie błysków radiowych, astrofizycy są coraz bliżej rozwikłania ich zagadki.