Čo je to magnetar? Najmagnetickejšia hviezda vo vesmíre

Najextrémnejšie magnety vo vesmíre

Ak by ste Slnko stlačili do veľkosti malého mesta, vznikla by neutrónová hviezda. Ak by ste tejto neutrónovej hviezde dali magnetické pole tisíckrát silnejšie ako zvyčajne, dostali by ste magnetar – pravdepodobne najextrémnejší objekt v známom vesmíre.

Magnetary sú vzácna podtrieda neutrónových hviezd, ktorých magnetické polia dosahujú hodnoty medzi 1013 a 1015 gauss, čo je zhruba biliónkrát silnejšie ako magnetické pole Zeme. Pre porovnanie, nemocničný prístroj na magnetickú rezonanciu generuje približne 30 000 gauss. Magnetar, v polovici vzdialenosti medzi Zemou a Mesiacom, by vymazal všetky kreditné karty na planéte a vytiahol železo z vašej krvi.

Ako vzniká magnetar

Magnetary sa rodia pri prudkej smrti masívnych hviezd. Keď hviezda s hmotnosťou 10 až 25-krát väčšou ako hmotnosť Slnka vyčerpá svoje jadrové palivo, jej jadro sa v priebehu milisekúnd zrúti, čo spustí výbuch supernovy. To, čo zostane, je neutrónová hviezda – objekt s priemerom približne 20 kilometrov, ktorý má však väčšiu hmotnosť ako Slnko, a je taký hustý, že jedna čajová lyžička jeho materiálu by vážila viac ako 100 miliónov ton.

Približne v jednom z desiatich prípadov týchto kolapsov sú podmienky priaznivé pre mimoriadne zosilnenie magnetickej energie. Kolabujúce jadro sa rýchlo otáča – stovkykrát za sekundu – a turbulentná, elektricky vodivá tekutina vo vnútri sa správa ako dynamo. Podľa modelu, ktorý v 90. rokoch 20. storočia vyvinuli astrofyzici Robert Duncan a Christopher Thompson, toto dynamo dokáže premeniť rotačnú a tepelnú energiu na magnetickú energiu, čím sa pole zvýši na úroveň magnetaru v priebehu prvých sekúnd života hviezdy, ako vysvetľuje NASA's Imagine the Universe.

Magnetické pole je potom udržiavané pretrvávajúcimi elektrickými prúdmi pretekajúcimi supravodivou vrstvou hlboko vo vnútri neutrónovej hviezdy.

Čo magnetary robia

Extrémne pole magnetaru nie je statické – posúva sa a vyvíja, a keď sa tak stane, dôsledky sú veľkolepé.

• Hviezdotrasenia: Keď sa magnetické pole preusporadúva, namáha pevnú vonkajšiu kôru. Keď kôra nakoniec praskne, hviezdotrasenie uvoľní výbuch energie. V roku 2004 magnetar s názvom SGR 1806-20 vytvoril záblesk, ktorý len za jednu desatinu sekundy uvoľnil viac energie, ako Slnko vyžiarilo za posledných 100 000 rokov, podľa EarthSky.
• Záblesky röntgenového a gama žiarenia: Rozpad magnetického poľa neustále poháňa emisie vysokoenergetického žiarenia. Magnetary patria medzi najjasnejšie zdroje röntgenového žiarenia na oblohe.
• Mäkké gama opakovače (SGR) a anomálne röntgenové pulzary (AXP): Toto sú dve pozorovacie kategórie, do ktorých patria známe magnetary, ktoré sa odlišujú správaním pri zábleskoch a pretrvávajúcimi emisnými vzormi.

V Mliečnej ceste je známych len približne 30 potvrdených magnetarov, podľa Európskej vesmírnej agentúry. Ich aktívny život je krátky: po približne 10 000 rokoch sa magnetické pole rozpadne natoľko, že aktivita zábleskov ustane.

Magnetar zachytený pri zrode

Astrofyzici desaťročia predpokladali, že magnetary poháňajú triedu výnimočne jasných hviezdnych výbuchov nazývaných superluminous supernovy – výbuchy až 100-krát jasnejšie ako bežné supernovy. Teória tvrdila, že novonarodený magnetar rotujúci stovkami otáčok za sekundu sa správa ako kozmický motor, ktorý vstrekuje obrovskú energiu do okolitého plynu. Priamy dôkaz však bol nepolapiteľný.

V marci 2026 sa to zmenilo. Astronómovia v časopise Nature oznámili, že detekovali charakteristické "čvirikanie" – osciláciu jasu, ktorej frekvencia sa neustále zvyšuje – vo vnútri superluminous supernovy, ktorá vybuchla približne miliardu svetelných rokov ďaleko. Ako Science News uviedol, vzor čvirikania je vysvetlený rýchlo rotujúcim magnetarom vo vnútri výbuchu, ktorého precesný disk vyvrhnutého materiálu sa kýva čoraz rýchlejšie, ako sa systém vyvíja – relativistický efekt známy ako Lense-Thirringova precesia, predpovedaná Einsteinovou všeobecnou teóriou relativity.

Zistenie, podporené výskumom z UC Berkeley a UC Santa Barbara, predstavuje prvý prípad, keď astronómovia efektívne svedčili o zrode magnetaru a potvrdili jeho úlohu pri poháňaní jednej z najjasnejších udalostí vo vesmíre, podľa Berkeley News.

Prečo na magnetaroch záleží

Okrem ich vnútornej dramatičnosti sú magnetary laboratóriami pre fyziku, ktorú nie je možné replikovať na Zemi. Ich vnútrajšky obsahujú hmotu s hustotami, ktoré testujú limity kvantovej chromodynamiky – teórie, ktorá riadi interakciu kvarkov a gluónov. Správanie supravodivých a supratekutých zložiek hlboko vo vnútri neutrónovej hviezdy zostáva aktívnou oblasťou teoretickej fyziky.

Magnetary boli tiež navrhnuté ako možný zdroj rýchlych rádiových zábleskov (FRB) – milisekundových zábleskov rádiových vĺn detekovaných z celého kozmu. V roku 2020 magnetar v našej vlastnej galaxii vytvoril udalosť podobnú FRB, čím sa toto spojenie posilnilo.

Keďže detektory gravitačných vĺn sú čoraz citlivejšie a röntgenové observatóriá mapujú oblohu podrobnejšie, magnetary zostanú medzi najproduktívnejšími objektmi v astrofyzike – dostatočne extrémne na to, aby spochybnili naše najlepšie teórie, a dostatočne blízko k okraju fyziky, že ich štúdium posúva hranice toho, čo vieme o hmote, energii a samotnom časopriestore.