Pulsujący wszechświat

Gdy patrzymy nocą na bezchmurne niebo, widzimy gwiazdy jakby niezmienne w swym majestacie. W rzeczywistości niewiele o nich wiemy. Być może niektóre z nich już dawno przestały istnieć, tylko ich światło ciągle dociera do Ziemi. W grudniu ubiegłego roku dowiedzieliśmy się na przykład, że 50 tysięcy lat temu wybuchła gwiazda SGR 1806-20 w gwiazdozbiorze Strzelca. Obraz kosmicznej eksplozji zobaczyliśmy dopiero teraz, gdyż światło powstałego rozbłysku tak długo biegło do naszej planety. Był to największy wybuch gwiazdy, jaki odnotowano od 1000 lat. Jako pierwszy źródło rozbłysku zidentyfikował polski naukowiec Jerzy Borkowski z Centrum Astronomicznego PAN w Toruniu.

SGR 1806-20 należy do rzadkiej klasy gwiazd, tzw. magnetarów o bardzo silnym polu magnetycznym, bezustannie wirujących wokół własnej osi z ogromną prędkością. SGR 1806-20 obraca się wokół własnej osi z okresem 7,5 sekundy. Magnetary należą do większej klasy tzw. gwiazd neutronowych. Choć ich masa zbliżona jest do Słońca, są od niego dużo mniejsze, ich średnica wynosi jedynie ok. 20 km. Są to więc obiekty bardzo gęste. Łyżeczka masy gwiazdy neutronowej ważyłaby na ziemi miliony ton. Tym, co wyróżnia magnetary, jest potężne pole magnetyczne, tysiąc razy silniejsze niż "typowych" gwiazd neutronowych. Gwiazdy neutronowe są końcowym etapem ewolucji masywnych gwiazd, które, gdy wyczerpią swe paliwo, eksplodują, zapadając się w siebie. Z jądra tworzy się gwiazda neutronowa, a reszta masy zostaje wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Najbardziej znanym efektem takiej eksplozji jest mgławica Krab, w gwiazdozbiorze Byka. Wybuch ten zobaczyli na niebie Chińczycy 4 lipca 1054 roku. Widoczna była gołym okiem przez 653 dni (była czterokrotnie jaśniejsza od Wenus), zaś przez pierwsze 23 dni zobaczyć można ją było w ciągu dnia!

Aby powstał magnetar, gwiazdy masywne muszą jeszcze przed swym zapadnięciem w siebie odpowiednio szybko wirować wokół własnej osi, aby po zapadnięciu powstało odpowiednio silne pole magnetyczne. Znamy jedynie trzy obiekty podobne do SGR 1806-20, wszystkie stosunkowo blisko Ziemi: dwa znajdują się w naszej Galaktyce, trzeci w pobliskim Obłoku Magellana.

Jerzy Borkowski jest pracownikiem Centrum Astronomicznego PAN i zajmuje się m.in. obserwacją towarzyszących gwiezdnym eksplozjom rozbłysków gamma. W celu ich dokładniejszego wyszukiwania zaprojektował moduł "IBAS", który analizuje dane z satelity INTEGRAL. To kosmiczne laboratorium należące do Europejskiej Agencji Kosmicznej zostało umieszczone na orbicie okołoziemskiej w 2002 r. Stworzone przez Borkowskiego oprogramowanie służy do wykrywania i analizy rozbłysków gamma rejestrowanych przez satelitę. W przypadku wykrycia i zlokalizowania prawdopodobnego rozbłysku opracowany przez Polaka system natychmiast przekazuje informacje o tym zdarzeniu do innych ośrodków naukowych.

Gigantyczna eksplozja

Powierzchniowa warstwa gwiazdy neutronowej przypomina gorącą skorupę o grubości kilometra, zbudowaną głównie z atomów żelaza. Dzięki temu silnie reaguje na pole magnetyczne. W przypadku magnetarów pole to jest tak silne, że potrafi deformować i rozrywać fragmenty skorupy. Od czasu do czasu, w wyniku tzw. rekoneksji magnetycznej uwalnia się olbrzymia ilość energii, która rozrywa powierzchnię gwiazdy. Dochodzi wtedy do widowiskowej eksplozji (na dużo mniejszą skalę proces ten zachodzi w Słońcu, przez co powstają rozbłyski słoneczne). Jeśli zostanie rozerwany niewielki fragment skorupy, to rozbłysk mu towarzyszący jest również stosunkowo nieduży. W przypadku SGR 1806-20 takie "słabe" rozbłyski obserwujemy co parę dni. Ten zaobserwowany pod koniec ubiegłego roku był jednak jaśniejszy niż kiedykolwiek - mówi Jerzy Borkowski. Takie gigantyczne rozbłyski magnetarów obserwuje się bardzo rzadko, średnio raz na dziesięć lat, przy czym dwa pozostałe zaobserwowane były ok. sto razy słabsze. Wybuch niestety nie był dostrzegalny z Ziemi w zakresie optycznym, gdyż obiekt znajdował się zbyt blisko Słońca. Podejrzewa się, że rozerwaniu musiała ulec cała skorupa gwiazdy, bądź też przynajmniej jej duża część. Według niektórych teorii, różne obszary powierzchni gwiazdy uległy skręceniu w dwóch różnych kierunkach. Towarzyszące temu rozerwanie skorupy było tak silne, że gwiazda praktycznie powinna przestać istnieć. Tymczasem SGR 1806-20 jak gdyby nigdy nic nadal świeci, co stanowi nie lada zagadkę i pole do nowych naukowych spekulacji.