Ylli i fuqishëm i heliumit mund të zbulojë më në fund sekretet rreth kufomave yjore magnetike

Astronomët besojnë se një objekt i njohur është në fakt një lloj i ri ylli – dhe është ai që mund të jetë “lidhja e munguar” në modelet që tregojnë formimin e kufomave yjore me fusha magnetike jashtëzakonisht të fuqishme, të njohura si magnetarë.

Ekipi zbuloi se HD 45166, një yll në një sistem binar që është studiuar për më shumë se 100 vjet dhe ndodhet rreth 3000 vite dritë nga Toka , është një yll heliumi shumë magnetik. Ky është një lloj trupi yjor që nuk ishte parashikuar më parë të ekzistonte.

“Kjo është hera e parë që ne kemi gjetur një yll helium masiv magnetik,” tha për Space.com Tomer Shenar, autori kryesor i zbulimit dhe një astronom në Universitetin e Amsterdamit. “Kjo është gjithashtu fusha më e fortë e zbuluar ndonjëherë në një yll masiv që mund t’i nënshtrohet kolapsit të bërthamës dhe të bëhet një yll neutron .”

Shenar shpjegoi se ky është një sistem binar me veti shumë unike. Një yll, për shembull, u raportua të ishte një yll masiv heliumi, i cili ishte zhveshur nga shtresat e tij të pasura me hidrogjen nga një mekanizëm i panjohur deri më tani. Shumë yje shumë të evoluar, si ky subjekt, mendohet se kanë shtresat e tyre të brendshme të heliumit të ekspozuara dhe quhen yje Wolf-Rayet .

“Këta yje masive të heliumit parashikohet të ekzistojnë me bollëk në Rrugën e Qumështit , por ne kurrë nuk kemi gjetur të tillë në këtë varg mase,” tha Shenar. 

Jo vetëm që HD 45166 është një prototip i rëndësishëm për këtë klasë, por Shenar gjithashtu vuri në dukje se literatura e botuar mbi objektin duket se sfidon të kuptuarit tonë për yjet masive të heliumit.

“Është ky konflikt midis vëzhgimit dhe teorisë që më bëri mua dhe të tjerët të fiksoheshin gjithnjë e më shumë pas HD 45166 dhe përfundimisht çoi në hipotezën se mund të jetë magnetik,” tha ai. “Zbulimi më i rëndësishëm që bëmë ishte se ylli masiv i heliumit shfaq një fushë magnetike jashtëzakonisht të fuqishme që arrin në 43,000 gaus.” 

Për krahasim, fusha magnetike e diellit ka një forcë mesatare prej rreth 1 gaus të vetëm.

Përtej misterit të këtij sistemi dhe vetive të tij të pazakonta, zbulimi i një ylli masiv, shumë magnetik helium si ky mund të shpjegojë se si lindin disa nga objektet më ekstreme të universit.

Yjet neutron janë kufoma yjore të krijuara kur yjeve masivë më në fund mbarojnë karburantin e nevojshëm për proceset e tyre të brendshme të shkrirjes bërthamore dhe kur energjia që ofron një shtytje nga jashtë kundër një tërheqjeje gravitacionale nga brenda pushon. 

Të paaftë për të mbështetur veten kundër gravitetit të tyre , bërthamat e këtyre yjeve që vdesin shemben me shpejtësi ndërsa shtresat e jashtme shpërthehen në shpërthime  masive të supernovës .

Kjo rezulton në një bërthamë yjore të mbetur me një masë rreth asaj të diellit, por një e mbushur në një diametër midis 12 dhe 20 milje (19 dhe 32 km). Ky nuk është më i gjerë se një qytet standard këtu në Tokë. Si rezultat, yjet neutron përbëhen nga materie aq e dendur që një lugë çaji do të peshonte rreth 10 milionë tonë nëse sillet në Tokë. 

Një gjerësi e tillë e zvogëluar gjithashtu përshpejton rrotullimin e bërthamës së vdekur të yjeve, ashtu si një patinator në akull përshpejton rrotullimin e tij duke tërhequr në krahët e tij. Kjo rezulton në disa yje neutrone që rrotullohen me shpejtësi deri në 700 herë në sekondë. Rreth 10% e yjeve neutron janë magnetarë , madje versione më ekstreme të mbetjeve të tilla yjore që zotërojnë fusha magnetike deri në 100 trilion gaus.

“Mbetet e paqartë se si magnetarët bëhen magnetikë në radhë të parë,” tha për Space.com Julia Bodensteiner, një anëtare e ekipit të zbulimit dhe një studiuese në Observatorin Jugor Evropian (ESO). “Një ide e mundshme është se magnetari trashëgoi fushën magnetike nga bërthama në kolaps e paraardhësit të tij, duke nënkuptuar se ylli ishte magnetik më parë. Deri më tani, nuk ishte gjetur asnjë yll masiv magnetik afër fundit të evolucionit të tyre.” 

Kjo do të thotë, derisa ekipi zbuloi natyrën e HD 45166.

“Rezultatet tona sugjerojnë se ylli magnetik në HD 45166 do të shembet pas disa milionë vitesh në një magnetar”, tha Shenar. “Ky yll shumë magnetik si rrjedhim jep të dhëna për një rrugë të mundshme formimi të këtyre objekteve misterioze.”

Ekipi mendon se ndërsa HD 45166 shembet nën gravitetin e vet, fusha e tij magnetike do të forcohet deri në një miliard herë, sepse linjat e fushës magnetike do të grumbullohen së bashku. Pastaj, ylli masiv i heliumit do të bëhet një kufomë yjore tepër kompakte, ose bërthamë me një fushë magnetike prej rreth 100 trilion gauss, lloji më i fuqishëm i magnetarit në universin e njohur.

Hulumtimi sugjeron gjithashtu një mekanizëm me të cilin mund të jetë formuar vetë HD 45166, me ekipin që mendon se ylli magnetik është rezultat i bashkimit të dy yjeve të heliumit me masë më të ulët gjatë një faze unike evolucionare.

Kjo tregohet nga fakti që astronomët zbuluan se HD 45166 ka një masë rreth dyfishin e masës së diellit , e cila është më e vogël se sa ishte parashikuar më parë, dhe nga zbulimi se banorët e sistemit binar orbitojnë njëri-tjetrin në një distancë shumë më të gjerë se menduar më parë.

Ekipi zbuloi natyrën unike të yllit HD 45166 kur e vëzhgoi atë dhe shoqëruesin e tij të sistemit binar në shkurt 2022 duke përdorur pajisjen Spectropolarimetrike Echelle për vëzhgimin e yjeve (ESPADONS), një instrument në teleskopin Kanada-Francë-Hawaii në Hawaii. që mund të zbulojë dhe masë fushat magnetike.

Tani ata do të vazhdojnë të monitorojnë HD 45166 me ESPADONS dhe instrumente të tjera ndërsa përpiqen të marrin informacion rreth morfologjisë së yllit dhe të zbulojnë orientimin e fushës magnetike të tij. Ndërkohë, Shenar tha se monitorimi i sistemit binar me instrumente të tillë si interferometri GRAVITY në Teleskopin Shumë të Madh (VLT) do t’i lejojë astronomët të zgjidhin pozicionet e dy yjeve në sistem, diçka që mund të ndihmojë në përcaktimin e saktë të masave individuale të objekteve. 

“Përveç kësaj, ne do të kërkojmë objekte të tjera që mund t’i përkasin kësaj klase të re yjesh,” përfundoi Shenar. “Kjo klasë e re hedh vërtet dritë të re mbi mënyrën se si çiftet yjore jetojnë dhe ndërveprojnë dhe se si mund të formohen të paktën disa magnetarë, kështu që është e rëndësishme të vazhdohet studimi i HD 45166 dhe objekteve të tjera në këtë klasë.”

Bodensteiner shpjegoi se ideja është të kërkohen nënshkrimet e një fushe magnetike në HD 45166 që mund të shkaktojë kërkime më të gjera dhe gjithëpërfshirëse për fusha magnetike yjore që duket se ndodhen në yjet Wolf-Rayet.

“Një kërkim sistematik për ato ka shumë të ngjarë të na lejojë të zbulojmë më shumë sisteme të tilla, dhe për këtë arsye do të na lejojë të kuptojmë më mirë veten e tyre, veçanërisht fushat e tyre magnetike dhe rëndësinë e tyre në kontekstin e formimit magnetar,” përfundoi ajo.