Astronomowie po raz pierwszy w historii odkryli rozległy obłok wysoko-energetycznych cząstek zwany mgławicą wiatru pulsarowego (plerionem) wokół niesamowicie rzadkiej ultra-magnetycznej gwiazdy neutronowej, zwanej magnetarem.
Gwiazda neutronowa to ściśnięte jądro masywnej gwiazdy, która wyczerpała swoje paliwo, zapadła się pod własnym ciężarem i eksplodowała jako supernowa. Gwiazda neutronowa charakteryzuje się masą pół miliona mas Ziemi ściśniętą w kulkę o średnicy ok. 20 kilometrów. Tego typu egzotyczne obiekty często odkrywamy jako pulsary, emitujące silne strumienie promieniowania radiowego, widzialnego, rentgenowskiego i gamma wzdłuż linii pola magnetycznego. Gdy pulsar obracając się wokół własnej osi kieruje te strumienie w stronę Ziemi, astronomowie odkrywają pulsy energii – stąd też nazwa.
Pole magnetyczne typowego pulsara może być 100 miliardów do 10 bilionów silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Pola magnetyczne magnetara są jeszcze 1000 razy silniejsze i jak na razie naukowcy nie wiedzą w jaki sposób one powstają. Z około 2600 znanych gwiazd neutronowych tylko 29 obiektów sklasyfikowano jako magnetary.
Nowo odkryta mgławica wiatru pulsarowego otacza magnetar znany pod oznaczeniem Swift J1834.9-0846 — w skrócie J1834.9 — odkryty za pomocą satelity Swift 7 sierpnia 2011 roku podczas krótkiego rozbłysku rentgenowskiego. Astronomowie podejrzewają, że obiekt ten związany jest z pozostałością po supernowej W41, znajdującą się 13 000 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Tarczy, w kierunku centralnej części naszej galaktyki.
„Aktualnie nie wiemy w jaki sposób J1834.9 wyemitował i utrzymuje swoją mgławicę wiatru pulsarowego, która jak dotąd była strukturą obserwowaną tylko wokół młodych pulsarów,” mówi główny badacz George Younes z George Washington University w Waszyngtonie. „Jeżeli proces odpowiadający za jej powstanie jest taki sam jak w młodych pulsarach, to zaledwie 10 procent energii rotacji magnetara wykorzystywane jest na zasilanie blasku mgławicy.”
W miesiąc po odkryciu za pomocą satelity Swift, zespół kierowany przez Younesa ponownie skierował swój wzrok w stronę J1834.9, tym razem za pomocą obserwatorium rentgenowskiego Europejskiej Agencji Kosmicznej XMM-Newton i dostrzegl nietypowy rozmyty blask o średnicy 15 lat świetlnych, w którego centrum znajdował się magnetar. Nowe obserwacje magnetara za pomocą XMM-Newton wykonane w marcu i październiku 2014 roku, połączone z danymi archiwalnymi z XMM-Newton i Swift potwierdzają, że ten blask pochodzi od pierwszej w historii mgławicy wiatru pulsarowego odkrytej wokół magnetara. Artykuł opisujący analizę danych zostanie opublikowany w periodyku The Astrophysical Journal.
„Szczególnie zastanawia mnie dlaczego jest to jedyny jak dotąd magnetar z plerionem? Gdy już uda nam się znaleźć odpowiedź na to pytanie, być może dowiemy się jak powstaje magnetar, a jak zwykły pulsar,” mówi współautorka artykułu Chryssa Kouveliotou z George Washington University.
Najsłynniejszym plerionem jest mgławica napędzana przez pulsar powstały niecały tysiąc lat temu, znajdujący się w sercu pozostałości po supernowej w Mgławicy Kraba w gwiazdozbiorze Byka. Młode pulsary tego typu mają wysokie tempo rotacji rzędu kilkudziesięciu obrotów na sekundę. Takie tempo rotacji pulsara oraz silne pole magnetyczne prowadzą do przyspieszania elektronów i innych cząstek do bardzo wysokich energii. To prowadzi do powstania wiatru pulsarowego, który jest źródłem cząstek tworzących plerion (mgławicę wiatru pulsarowego).
Źródło: NASA