Supernova SN 2024afav, udaljena ~1 milijarda svetlosnih godina, prikazala je četiri ritmička izboja sjaja koji su dolazili sve brže. Posmatranja i modelovanje ukazuju da centralni motor predstavlja novorođeni magnetar čija energija, u kombinaciji sa Lense–Thirringovom precesijom akrecionog diska, objašnjava „zvižduke“ u svetlosnoj krivi. Na osnovu modela procenjen je period rotacije ~4,2 ms i magnetno polje ~1,6 × 10^14 gausa.
Nova supernova SN 2024afav otkriva novorođenog magnetara i tragove Ajnštajnove relativnosti
Artist’s conception of a magnetar surrounded by an accretion disk that is wobbling, or precessing, because of the effects of general relativity. Some models of magnetars suggest that high-speed jets of charged particles emanate from the magnetar along its rotation axis. (CREDIT: Joseph Farah and Curtis McCully/Las Cumbres Observatory)
Nakon što je zablistala na nebu oko jedne milijarde svetlosnih godina od Zemlje, supernova SN 2024afav pokazala je neočekivanu svetlosnu krivu: umesto glatkog opadanja, sjaj je opadao kroz četiri ritmička izboja koji su se pojavljivali sve brže — poput zvučnog „zvižduka“ čiji ton ubrzava.
Multiband light curves of SN 2024afav. The combined LCO + ATLAS + KeplerCam light curves of SN 2024afav, from shortly after explosion to about 125 days post-peak. (CREDIT: Nature)
Posmatranja i osnovni podaci
Objekt je otkrila saradnja GOTO (Gravitational-wave Optical Transient Observer), a detaljna praćenja sproveo je tim Las Cumbres Observatory koristeći međunarodnu mrežu od 27 instrumenata tokom ~200 dana. SN 2024afav nalazi se na oko 327 megaparseka (~1 milijarda svetlosnih godina) i klasifikovana je kao tip I superluminiscentne supernove (SLSN‑I).
Diagram of disk infall and precession. Schematic diagram showing the physical picture motivating the magnetar+LT model. The magnetar is shown in the centre of the grid (grey sphere, NS), producing emission that is modulated along the observer’s line of sight by an accretion disk (blue annulus). (CREDIT: Nature)
Neobična svetlosna kriva
Joseph Farah (UC Santa Barbara) je primetio četiri jasno odvojene modulacije sjaja, sa mogućom petom, pri čemu su intervali između modulacija postajali sve kraći. Ranije dokumentovane SLSN‑I obično pokazuju nijedan ili jedan do dva izboja, i bez izraženog skraćivanja intervala. Takav obrazac je nudio retku priliku za detaljnu analizu mehanizma koji napaja supernovu.
Precession around a spinning magnetar. Farah et al.2 report observations of 2024afav, an unusually bright supernova explosion, that indicate that it is powered by an ultra-magnetized neutron star known as a magnetar. (CREDIT: Nature)
Model: magnetar + Lense–Thirringova precesija
Autori rada porede više teorijskih scenarija i zaključuju da najbolje objašnjenje daje model u kom centralni izvor energije predstavlja novorođeni magnetar (brzo rotirajuća neutronska zvezda sa veoma jakim magnetnim poljem), dok akrecioni disk koji nastaje od padajućeg materijala nije poravnat sa osom rotacije magnetara. Ta neusklađenost izaziva Lense–Thirringovu (relativističku) precesiju diska — wobbling koji se ubrzava kako se disk približava zvezdi.
Fit to the magnetar-only model. Corner plot and posterior samples (inset) for the magnetar-only model fit to the light curve of SN 2024afav. The σ parameter (units of mag) is an extra systematic uncertainty that the model is allowed to vary to bring the fit reduced χ2 to 1. (CREDIT: Nature)
U praksi, pomeranje diska može povremeno blokirati, reflektovati ili preusmeravati energiju magnetara, što rezultuje ponavljajućim oscilacijama u vidljivoj svetlosti koje se sve brže javljaju. Autori su izgradili kombinovani model magnetara i Lense–Thirringove precesije koji dobro opisuje kako ukupnu svetlost supernove, tako i kasne oscilacije nakon maksimalne luminosnosti.
Procene parametara
Na osnovu fitovanja svetlosne krive, tim procenjuje da je neutronska zvezda imala početni period rotacije od približno 4,2 ms i magnetno polje reda 1,6 × 10^14 gausa — izuzetno snažno polje, stotine biliona puta jače od Zemljinog.
„Sa ovim dokazima možemo sa sigurnošću tvrditi da postoji relevantna i značajna magnetarska komponenta,“ rekao je Dan Kasen (UC Berkeley). „Ovo je prvi put da su efekti opšte relativnosti morali da se uključe da bi se objasnilo pojavljivanje supernove ovog tipa,“ dodaje Joseph Farah.
Alternativne mogućnosti i ograničenja
Autori ne isključuju ulogu interakcije sa okolnim circumstellar materijalom (CSM) u nekim slučajevima — takva interakcija može dati snažan sjaj u drugim događajima. Međutim, za SN 2024afav model sa centralnim motorom (magnetar + precesija) objašnjava seriju sve bržih oscilacija uz manje fino podešenih parametara nego scenariji koji u potpunosti oslanjaju na CSM.
Šta sledi
Sa početkom snimanja celog neba instrumentima poput Vera C. Rubin Observatory, očekuje se da će astronomi pronaći više primera „zviždućih“ supernova. Takvi podaci mogu postati novi metod za identifikaciju novorođenih magnetara i za ispitivanje uticaja opšte relativnosti u ekstremnim uslovima oko mladih neutronskih zvezda.
Rezultati su objavljeni u časopisu Nature.
Pomozite nam da budemo bolji.
