Astronomii au asistat, pentru prima dată, la nașterea unui magnetar - o stea neutronică extrem de magnetică, care se rotește rapid - confirmând că aceste obiecte exotice pot alimenta unele dintre cele mai strălucitoare explozii stelare văzute vreodată. Descoperirea validează și o teorie propusă acum 16 ani de un fizician de la UC Berkeley și dezvăluie un „ciripit” distinctiv în lumina anumitor stele care explodează, care poate fi explicat doar folosind relativitatea generală a lui Einstein. Cercetarea a fost publicată în revista Nature.

Supernovele superluminoase sunt printre cele mai spectaculoase explozii din univers, strălucind de 10 ori sau mai mult decât supernovele obișnuite. De când astronomii le-au identificat pentru prima dată la începutul anilor 2000, s-au chinuit să explice de ce aceste explozii rămân intens luminoase mult timp după ce miezul de fier al unei stele masive se prăbușește și își aruncă straturile exterioare în spațiu. În 2010, astrofizicianul teoretician Dan Kasen de la UC Berkeley a propus că răspunsul era un magnetar nou-născut. Teoria sa susținea că, atunci când o stea enormă ajunge la sfârșitul vieții, miezul său se poate prăbuși într-o stea neutronică incredibil de densă, în loc să devină o gaură neagră. Dacă acea stea originală poseda un câmp magnetic puternic, prăbușirea l-ar amplifica dramatic, producând un magnetar cu un câmp magnetic de 100 până la 1.000 de ori mai puternic decât cel al unui pulsar tipic. Deși atât pulsarii, cât și magnetarii măsoară doar aproximativ 10 mile în diametru, magnetarii tineri se pot roti de peste 1.000 de ori pe secundă.

Studentul absolvent Joseph Farah de la UC Santa Barbara și Las Cumbres Observatory (LCO) a găsit cele mai puternice dovezi de până acum pentru această teorie, după ce a studiat o supernovă descoperită în 2024, cunoscută sub numele de SN 2024afav. Farah și colegii săi au concluzionat că umflăturile neobișnuite din curba de lumină a supernovei oferă dovezi directe că un magnetar s-a format în timpul exploziei. „Ce este cu adevărat interesant este că aceasta este o dovadă definitivă a formării unui magnetar ca urmare a prăbușirii miezului unei supernove superluminoase”, a spus Alex Filippenko, profesor distins de astronomie la UC Berkeley și coautor al studiului. Kasen a spus că cercetătorii au bănuit de mult timp că un magnetar ascuns alimentează aceste explozii extraordinare. „Ani de zile, ideea magnetarului s-a simțit aproape ca un truc magic al teoreticienilor - ascunzând un motor puternic în spatele straturilor de resturi de supernovă”, a spus el. „Ciripitul din semnalul acestei supernove este ca acel motor care dă perdeaua la o parte și dezvăluie că este cu adevărat acolo.”

După ce SN 2024afav a fost descoperită în decembrie 2024, Las Cumbres Observatory a monitorizat explozia timp de peste 200 de zile. Supernova a avut loc la aproximativ un miliard de ani-lumină de Pământ. Farah și astronomul Andy Howell de la UCSB au observat ceva neobișnuit: după ce supernova a atins luminozitatea maximă la aproximativ 50 de zile după explozie, luminozitatea sa a crescut și a scăzut în mod repetat, creând patru umflături distincte în curba de lumină. Farah a comparat modelul cu înălțarea tonului ciripitului unei păsări. Modelul lui Farah sugerează că o parte din materialul aruncat în afară de explozie a căzut mai târziu înapoi spre magnetarul nou-născut, formând un disc de acreție. Deoarece acest disc era probabil înclinat față de rotația magnetarului, teoria lui Einstein prezice că steaua neutronică care se rotește rapid ar trage cu ea țesătura spațiu-timpului înconjurătoare, producând un fenomen numit precesie Lense-Thirring. Acest efect face ca discul înclinat să se balanseze, iar pe măsură ce discul balansat blochează și reflectă periodic lumina de la magnetar, sistemul se comportă ca un far cosmic intermitent. În timp, discul se învârte în spirală spre interior, determinând balansul să se accelereze, producând „ciripitul” distinctiv. „Am testat mai multe idei, inclusiv efecte pur newtoniene și precesie condusă de câmpurile magnetice ale magnetarului, dar doar precesia Lense-Thirring s-a potrivit perfect cu sincronizarea”, a spus Farah. „Este prima dată când relativitatea generală a fost necesară pentru a descrie mecanica unei supernove.”

Echipa a estimat, de asemenea, că steaua neutronică se rotește o dată