FRB signál vystopovaný do kulové hvězdokupy by mohl pocházet od nezvyklé neutronové hvězdy

25. 02. 2022

Hvězdy Kulové hvězdokupy FRB záblesky Neutronové hvězdy Astronomie

Astronomům se podařilo vystopovat původ FRB signálu 20200120E do kulové hvězdokupy v blízké galaxii M81. Taková lokace je pro ně překvapením, protože se předpokládalo, že FRB signály pochází od mladých objektů a kulové hvězdokupy jsou zpravidla plné starých hvězd. V nové studii vědci navrhují, že zdrojem signálu by mohla být neutronová hvězda, která vznikla z bílého trpaslíka.

FRB 180916, zdrojová galaxie

Image credit: (NSFs Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/Gemini Observatory/AURA)

Rychlé rádiové záblesky (Fast Radio Bursts, FRBs) jsou signály z hlubokého vesmíru se zatím neznámým původem. Trvají pouhé milisekundy, mají komplexní strukturu a i když vědci doposud neví, jak vznikají, je zjevné, že pocházejí z velmi energetických událostí, nebo objektů. Do začátku roku 2020 bylo lokalizováno pouze 10 těchto signálů a všechny se nacházely mimo naši galaxii. Od té doby bylo nicméně objeveno několik signálů přicházejících také z Mléčné dráhy.

První FRB byl objeven teprve v roce 2007 (v archivních datech z roku 2001) a od té doby jich (do začátku roku 2020) bylo zaznamenáno už kolem 150. Odhaduje se ale, že napříč celou oblohou by mohlo docházet až k desetitisícům podobných událostí denně. Některé signály se objevily pouze jednou, jiné se v čase opakují.

Mezi nejpravděpodobnější vysvětlení původu těchto signálů vědci původně řadili neutronové hvězdy se silným magnetickým polem - magnetary. Pravidelně se opakující signál FRB 180916 však naznačuje, že by mohlo jít o binární těleso. Zkoumají však i další možnosti, například kolize černých děr nebo neutronových hvězd, kolaps neutronových hvězd, kosmická vlákna, nebo by mohlo jít o první detekovaný projev kvantové gravitace. 

FRB 20200120E
FRB 20200120E patří do skupiny opakujících se signálů a poprvé byl pozorován v roce 2020. Lokalizování zdrojů FRB signálů není snadné, astronomové mají často k dispozici jen směr, odkud přichází. Analýzou dat z několika radioteleskopů se jim nyní podařilo potvrdit, že pochází z galaxie M81.

Galaxie a hvězdokupa
 
Spirální galaxie M81 se nachází 12 milionů světelných let daleko. Signál FRB 20200120E byl vystopován do kulové hvězdokupy, která se nachází na jejím okraji. V takových strukturách se nicméně typicky nachází velmi staré, klidné hvězdy. FRB signály však zřejmě pochází z aktivních regionů mladých masivních hvězd, kde vznikají neutronové hvězdy, konkrétně magnetary.

Magnetar ve hvězdokupě
 
V kulových hvězdokupách jsou nicméně časté jiné kompaktní hvězdy - bílí trpaslíci, kteří vznikají z méně hmotných hvězd. Pokud se bílý trpaslík vyskytuje v binárním systému, může nasávat materiál z vedlejší hvězdy a dosáhnout hmotnosti, při které se zhroutí do ještě hustější neutronové hvězdy. Ta by mohla mít v důsledku rychlou rotaci a silné magnetické pole - tedy magnetar.