Gökbilimciler Tuhaf Yeni Bir Yıldız Türü Keşfetti

Araştırma ekibi, bilinen Evrendeki en manyetik nesne olan bir magnetara dönüşebilecek oldukça sıra dışı bir yıldızı tanımlar.

Gökbilimciler, büyük kütleli bir yıldızda şimdiye kadar bulunan en güçlü manyetik alana sahip olan ve Evrendeki en manyetik nesnelerden biri haline gelebilecek oldukça sıra dışı bir yıldız buldular. nötron yıldızı magnetar olarak bilinir. Bu bulgu, yeni bir tür astronomik nesnenin – büyük bir manyetik helyum yıldızı – keşfine işaret ediyor ve magnetarların kökenine ışık tutuyor.

Nötron Yıldızlarını ve Magnetarları Anlamak

Nötron yıldızları, bir süpernovada patladıktan sonra büyük bir yıldızın geride bıraktığı yoğun kalıntılardır. Bu kalıntılar, Evrendeki en yoğun madde olarak kabul edilir. Magnetar olarak bilinen bazı nötron yıldızları, herhangi bir nesnenin en güçlü manyetik alan rekorunu da iddia ediyor. Sadece 15 kilometre (9 mil) çapındaki magnetarların bu kadar devasa manyetik alanları nasıl oluşturup ürettikleri bir sır olarak kalıyor.

Bu sanatçının izlenimi, HD 45166’nın çekirdeği çöktükten sonraki nihai kaderini gösteriyor ve bunun sonucunda, Evrendeki en güçlü mıknatıs türü olan yaklaşık 100 trilyon gauss manyetik alana sahip bir nötron yıldızı ortaya çıkıyor. Kredi: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. zamani

Helyum Yıldızları ve Magnetarlar Arasındaki Bağlantı

NSF’ler de dahil olmak üzere bir gökbilimciler ekibi tarafından yeni gözlemler NOIRLabAndré-Nicolas Chené, bu manyetik güç merkezlerinin kökenine önemli bir ışık tutabilir. Maunakea’daki Kanada-Fransa-Hawai’i Teleskobu (CFHT) dahil olmak üzere dünya çapında çeşitli teleskopları kullanarak,^[1] araştırmacılar yeni bir tür astronomik nesne belirlediler – büyük bir manyetik helyum yıldızı. Bir Wolf-Rayet yıldızının bu sıra dışı varyantı, bir magnetarın habercisi olabilir.

Chené, “İlk kez, büyük bir helyum yıldızında güçlü bir manyetik alan keşfedildi. Çalışmamız, bu helyum yıldızının ömrünü bir magnetar olarak sonlandıracağını gösteriyor.”

HD 45166’nın Gizemleri

Gökbilimcilerin yüzyılı aşkın süredir incelemelerine rağmen, HD 45166 adlı bu yıldızın gerçek doğası çoğunlukla bilinmiyordu. Helyum açısından zengin olduğu, Güneşimizden biraz daha büyük olduğu ve ikili sistemin bir parçası olduğu da dahil olmak üzere yalnızca temel gerçekler ortaya çıkarılmıştı.

Bu sanatçının izlenimi, HD 45166’nın birkaç milyon yıl içinde nasıl çok parlak ama pek enerjik olmayan bir süpernova olarak patlayacağını gösteriyor. Bu patlama sırasında, çekirdeği büzülerek yıldızın zaten ürkütücü olan manyetik alan çizgilerini yakalayacak ve yoğunlaştıracaktır. Kredi: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. zamani

Amsterdam Üniversitesi’nden astronom ve dergide yayınlanan bir araştırmanın baş yazarı Tomer Shenar, “Bu yıldız benim için biraz takıntı haline geldi” dedi. Bilim. Daha önce helyum açısından zengin benzer yıldızları incelemiş olan Shenar, bir Wolf-Rayet yıldızının bazı özelliklerine sahip olan ancak benzersiz bir spektral imzaya sahip olan HD 45166’nın alışılmadık özellikleriyle ilgilendi. Manyetik alanların bu şaşırtıcı özellikleri açıklayabileceğinden şüpheleniyordu. “Ya literatürü okurken bir Eureka anı yaşadığımı hatırlıyorum: ‘Ya yıldız manyetikse?'” dedi.

Shenar, Chené ve işbirlikçileri, CFHT ile bu yıldız sisteminin yeni spektroskopik gözlemlerini alarak bu hipotezi test etmeye koyuldular. Bu gözlemler, bu yıldızın yaklaşık 43.000 gauss gibi olağanüstü güçlü bir manyetik alana sahip olduğunu ortaya çıkardı.^[2] büyük kütleli bir yıldızda bulunan en güçlü manyetik alan. Ekip, yoldaş yıldızıyla olan etkileşimlerini de inceleyerek, kütlesi ve yaşı hakkında kesin tahminler yapabildi.

NOIRLab astronomu André-Nicolas Chené, gökbilimcilerin büyük kütleli bir yıldızda şimdiye kadar bulunan en güçlü manyetik alana sahip olan ve Evrendeki en manyetik nesnelerden biri haline gelebilecek son derece sıra dışı bir yıldızı nasıl bulduklarını tartışıyor: bir nötron yıldızının bir varyantı magnetar olarak bilinir. Bu bulgu, yeni bir tür astronomik nesnenin – büyük bir manyetik helyum yıldızı – keşfine işaret ediyor ve magnetarların kökenine ışık tutuyor. Kredi: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld

Araştırmacılar, sonunda bir kırmızı süperdevden evrilen diğer helyum yıldızlarının aksine, bu özel yıldızın muhtemelen bir çift orta kütleli yıldızın birleşmesiyle yaratıldığını düşünüyor.

Chené, “Bu çok özel bir senaryo ve benzer sistemlerden kaç tane magnetarın geldiği ve diğer sistem türlerinden kaç tanesinin geldiği sorusunu gündeme getiriyor” dedi.

HD 45166 ve Magnetar Origins’in Geleceği

Birkaç milyon yıl içinde, 3000 ışıkyılı uzaklıkta Tekboynuz takımyıldızında (Tek Boynuzlu At) bulunan HD 45166, çok parlak ama pek enerjik olmayan bir süpernova olarak patlayacak. Bu patlama sırasında, çekirdeği büzülerek yıldızın zaten ürkütücü olan manyetik alan çizgilerini yakalayacak ve yoğunlaştıracaktır. Sonuç, Evrendeki en güçlü mıknatıs türü olan yaklaşık 100 trilyon gauss manyetik alana sahip bir nötron yıldızı olacaktır.

Chené, “En olası magnetar adaylarının en büyük kütleli yıldızlardan geleceğini düşündük” dedi. “Bu araştırmanın bize gösterdiği şey, çok daha az kütleli yıldızların, eğer koşullar uygunsa, yine de bir manyetar haline gelebileceğidir.”

Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Büyük Manyetik Helyum Yıldızları: Yeni Bir Astronomik Nesne Türü.

Referans: Tomer Shenar, Gregg A. Wade, Pablo Marchant, Stefano Bagnulo, Julia Bodensteiner, Dominic M. Bowman, Avishai Gilkis, Norbert Langer, André Nicolas- “Bir magnetar oluşturmak için yeterince güçlü bir manyetik alana sahip büyük bir helyum yıldızı” Chené, Lidia Oskinova, Timothy Van Reeth, Hugues Sana, Nicole St-Louis, Alexandre Soares de Oliveira, Helge Todt ve Silvia Toonen, 17 Ağustos 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.ade3293

notlar

1. Ekip ayrıca Fiber Beslemeli Genişletilmiş Menzilli Optik Spektrograf (FEROS) ile alınan önemli arşiv verilerine de güvendi. ESOŞili’deki La Silla Gözlemevi.
2. Gauss, manyetik akı yoğunluğu (aslında manyetik gücün bir ölçüsü) olarak da bilinen manyetik indüksiyonun bir ölçüm birimidir. Güneş’in tipik kutupsal manyetik alanı 1-2 gauss iken, güneş lekeleri yaklaşık 3000 gauss’luk bir manyetik alan gücüne ulaşabilir.