Ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε ένα περιπλανώμενο μάγναστρο, η προέλευση του οποίου παραμένει αβέβαιη. Σύμφωνα, πάντως, με τα αποτελέσματα της σχετικής έρευνας, πρόκειται πιθανότατα για το πρώτο μάγναστρο του Γαλαξία μας το οποίο,  σε αντίθεση με τα όσα θεωρούσαν μέχρι πρόσφατα οι αστρονόμοι, δεν σχηματίστηκε μέσα από την έκρηξη σουπερνόβα ενός γιγάντιου άστρου. 

Τα μάγναστρα είναι αστέρες νετρονίων με αδιανόητα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, τόσο ισχυρό που, εάν κάποιο απ’ αυτά πλησίαζε την Γη στην μισή περίπου απόσταση απ’ αυτήν στην οποία βρίσκεται η Σελήνη, θα καταστρέφονταν όλες οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στις μαγνητικές ταινίες όλων των πιστωτικών καρτών. Εάν, μάλιστα, πλησίαζε σε απόσταση 1.000 km, θα κατέστρεφε κάθε μορφή ζωής στην επιφάνεια του πλανήτη μας. 

Οι αστέρες νετρονίων συγκαταλέγονται ανάμεσα στα πιο συμπαγή και ακραία αντικείμενα του Σύμπαντος και αποτελούν το ένα από τα δύο πιθανά τελικά στάδια εξέλιξης των γιγάντιων άστρων, τα οποία εκρήγνυνται ως σουπερνόβα (το δεύτερο είναι οι μαύρες τρύπες). Όταν τα άστρα αυτά εξαντλήσουν τα πυρηνικά τους «καύσιμα» και ο πυρήνας τους μετατραπεί εξολοκλήρου σε σίδηρο, οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης σβήνουν για πάντα, διότι δεν είναι ενεργειακά εφικτό να συντηχθεί ο σίδηρος σε βαρύτερους πυρήνες.

 Καθώς, τότε, η βαρύτητα υπερισχύει της εσωτερικής του πίεσης, ο αστρικός πυρήνας υφίσταται μια ραγδαία και καταστροφική ενδόρρηξη, αυξάνοντας την θερμοκρασία και την πίεση στο εσωτερικό του σε ακραία επίπεδα και μετατρέποντας την ύλη που εμπεριέχει σε μια συμπαγή μάζα από νετρόνια. Κλάσματα του δευτερολέπτου αργότερα, οι εξωτερικές στιβάδες του άστρου που καταρρέουν κι αυτές, προσκρούουν με τεράστια ταχύτητα στον συμπαγή αστρικό πυρήνα και στην συνέχεια εκτινάσσονται προς τα έξω σε μια αδιανόητα βίαιη έκρηξη σουπερνόβα. 

Εάν ο αστρικός πυρήνας έχει μάζα μικρότερη από τις 3 περίπου ηλιακές μάζες, τότε η περεταίρω συμπίεσή του σταματά και το αστρικό λείψανο που επιβιώνει της αστρικής έκρηξης είναι αυτός ακριβώς ο συμπαγής και υπέρπυκνος αστρικός πυρήνας, δηλαδή ένας περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων στο κέντρο ενός ταχύτατα διαστελλομένου νεφελώματος. Οι αστέρες νετρονίων έχουν μάζα περίπου 1,5-2,5 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου, συμπιεσμένη όμως σε μια σφαίρα με διάμετρο που δεν υπερβαίνει τα 10-20 km (εάν η μάζα του αστρικού πυρήνα υπερβαίνει αυτό το όριο, η ύλη που τον απαρτίζει καταρρέει οριστικά και αμετάκλητα σε μια μαύρη τρύπα). 

Μέχρι στιγμής, έχουν ανακαλυφθεί μόλις 30 περίπου μάγναστρα στον Γαλαξία μας. Το μάγναστρο της συγκεκριμένης μελέτης, ειδικότερα, ανακαλύφθηκε το 2008 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Swift και έχει την κωδική ονομασία SGR 051+4516. Επειδή, μάλιστα, τα μάγναστρα είναι αστέρες νετρονίων, οι επιστήμονες θεωρούσαν αρχικά ότι και το SGR 051+4516 θα πρέπει να σχηματίστηκε μέσα από την έκρηξη σουπερνόβα ενός γιγάντιου άστρου. Αυτό το σενάριο σχηματισμού του έμοιαζε να επιβεβαιώνεται, όταν διαπιστώθηκε ότι βρίσκεται κοντά στο γνωστό λείψανο υπερκαινοφανούς HB9. 

Η περεταίρω, όμως, μελέτη του SGR 051+4516 από ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Ashley Chrimes από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας αμφισβητεί πλέον αυτό το σενάριο. Παρατηρώντας την αμυδρή υπέρυθρη λάμψη του με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble το 2010, το 2012 και το 2020, και συγκρίνοντας στην συνέχεια τις παρατηρήσεις αυτές με την εκπληκτικής ακρίβειας τρισδιάστατη κατανομή σχεδόν 2 δισ. άστρων του Γαλαξία μας που υλοποιήθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Gaia, οι αστρονόμοι κατόρθωσαν να ανιχνεύσουν μια μικρή, αλλά μετρήσιμη μετατόπιση της θέσης του στον ουρανό. 

Τόσο η ταχύτητα όσο και η κατεύθυνση της κίνησής του καταδεικνύουν ότι τo μάγναστρο δεν μπορεί να σχετίζεται με το λείψανο HB9. Επιπλέον, η προβολή της τροχιάς του κατά χιλιάδες χρόνια στο παρελθόν έδειξε ότι διέσχισε μια περιοχή στην οποία δεν υπήρχαν άλλα λείψανα υπερκαινοφανών ή ομάδες άστρων μεγάλης μάζας με τα οποία θα μπορούσε να συσχετιστεί. Επομένως, ποια είναι η προέλευση και ο φυσικός μηχανισμός που το γέννησε; 

Σύμφωνα με τον Chrimes και τους συναδέλφους του, ορισμένα μάγναστρα μπορεί να έχουν σημαντικά μεγαλύτερη ηλικία από την αναμενόμενη ή να προέρχονται από ηπιότερες εκρήξεις σουπερνόβα, οι οποίες  εκτινάσσουν μικρότερο ποσοστό από τα υλικά του μητρικού τους άστρου στο Διάστημα. Εναλλακτικά, πάλι, μπορεί να σχηματίζονται από διαφορετικούς φυσικούς μηχανισμούς, με επικρατέστερους την συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων μικρότερης μάζας και την «κατάρρευση μέσω συσσώρευσης» (accretion-induced collapse). 

Στην τελευταία αυτή περίπτωση, το μάγναστρο σχηματίζεται μέσα σε ένα δυαδικό αστρικό σύστημα, που περιέχει έναν λευκό νάνο (το λείψανο ενός άστρου με μάζα παραπλήσια με αυτήν του Ήλιου). Κατά κανόνα, oι λευκοί νάνοι των δυαδικών συστημάτων εκρήγνυνται ως σουπερνόβα (τύπου Ia, όπως ονομάζονται). Καθώς, δηλαδή, ο λευκός νάνος έλκει αέρια από τις εξωτερικές στιβάδες του άστρου-συνοδού του, η μάζα του αυξάνει διαρκώς, ώσπου υπερβαίνει ένα κρίσιμο όριο και εντέλει εκρήγνυται με πρωτοφανή βιαιότητα και καταστρέφεται ολοκληρωτικά, χωρίς δηλαδή να αφήσει πίσω του κάποιο λείψανο. Θεωρητικές μελέτες, ωστόσο, καταδεικνύουν ότι, κάτω από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες, η τελική έκρηξη του λευκού νάνου μπορεί να αποτραπεί. Σ’ αυτή την περίπτωση ο λευκός νάνος μπορεί να καταρρεύσει εντέλει σε έναν αστέρα νετρονίων με ακραία ισχυρό μαγνητικό πεδίο, δηλαδή σε ένα μάγναστρο. 

Με αυτά τα δεδομένα, δεν υπάρχει ακόμη οριστική απάντηση ως προς την προέλευση του SGR 051+4516. Παρολ’ αυτά και προς το παρόν,  παραμένει ο καλύτερος υποψήφιος για το πρώτο μάγναστρο του Γαλαξία μας που δεν σχηματίστηκε στο τέλος της ζωής ενός γιγάντιου άστρου. Όπως σημειώνουν οι ερευνητές, τα αναπάντητα ακόμη ερωτήματα που αφορούν στα μάγναστρα και στο πώς σχηματίζονται, συγκαταλέγονται ανάμεσα στις βασικές προτεραιότητες της αστροφυσικής των υψηλών ενεργειών, καθώς σχετίζονται με ορισμένα από τα βιαιότερα, αλλά και πλέον βραχύβια, φαινόμενα του Σύμπαντος. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων φαινομένων  είναι οι εκλάμψεις ακτίνων γ, οι υπερφωτεινοί υπερκαινοφανείς και οι ταχείες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων. 

Πηγή: NASA's Hubble Tracks a Roaming Magnetar of Unknown Origin - NASA Science

Φωτογραφία: Καλλιτεχνική αναπαράσταση μάγναστρου και του μαγνητικού του πεδίου (Credit: ESA).

π