Астрономите смятат, че добре познат обект всъщност е нов тип звезда и може да е "липсващото звено" в моделите, показващи формирането на мъртви звезди с изключително мощни магнитни полета, известни като магнетари.

Екипът установи, че HD 45166, звезда в двойна система, която е изследвана повече от 100 години и се намира на около 3000 светлинни години от Земята, е силно магнитна хелиева звезда. Това е вид звездно тяло, чието съществуване досега не е било предсказано.

"За първи път открихме магнитна масивна хелиева звезда", каза Томер Шенар, водещ автор на откритието и астроном от университета в Амстердам, пред Space. "Това е и най-силното поле, откривано някога в масивна звезда, която може да претърпи колапс на ядрото и да се превърне в неутронна звезда."

Шенар обясни, че това е двойна система с много уникални свойства. Едната звезда, например, е масивна хелиева звезда, която е била лишена от своите богати на водород слоеве чрез механизъм, който досега не е известен. Смята се, че много силно еволюирали звезди, като тази, имат открити вътрешни хелиеви слоеве и се наричат звезди на Волф-Райе.

"Предвижда се, че тези масивни хелиеви звезди съществуват в изобилие в Млечния път, но никога не сме откривали такива в този масов диапазон", каза Шенар.

HD 45166 не само е важен прототип за този клас, но и публикуваната литература за обекта изглежда противоречи на разбирането за масивни хелиеви звезди.

"Именно този конфликт между наблюдението и теорията накара мен и други все повече да се вманиачаваме по HD 45166 и в крайна сметка доведе до хипотезата, че може да е магнитна", каза той. "Най-важното откритие, което направихме, беше, че масивната хелиева звезда показва изключително мощно магнитно поле с общо 43 000 гауса."

За сравнение, магнитното поле на Слънцето има средна сила около един единствен гаус.

Отвъд мистерията на тази система и нейните необичайни свойства, откриването на масивна, силно магнитна хелиева звезда като тази може да обясни как се раждат някои от най-екстремните обекти във Вселената.

Как се раждат магнетарите?

Неутронните звезди са мъртви звезди, изчерпали горивото, необходимо за присъщите им процеси на ядрен синтез, при което свършва енергията, която осигурява тласък навън срещу гравитационно привличане навътре.

Вече неспособни да се поддържат срещу собствената си гравитация, ядрата на тези умиращи звезди се сриват бързо, докато външните слоеве се изхвърлят в масивни експлозии на свръхнова.

Това води до остатъчно звездно ядро с маса около тази на Слънцето, но компресирано в диаметър между 19 и 32 км. В резултат на това неутронните звезди са съставени от толкова плътна материя, че една чаена лъжичка би тежала около 10 милиона тона, ако бъде пренесена на Земята.

Намалянето на диаметъра също така ускорява въртенето на мъртвото звездно ядро, подобно на това как кънкьор на лед ускорява въртенето си, като прибере ръцете си. Това води до въртене на някои неутронни звезди със скорост до 700 пъти в секунда. Около 10% от неутронните звезди са магнетари,  а някои по-екстремни версии на тези звездни останки имат магнитни полета до 100 трилиона гауса.

"Остава неясно как магнетарите стават магнитни на първо място", каза за Space Джулия Боденщайнер, член на екипа за откриване и научен сътрудник в Европейската южна обсерватория (ESO). "Една възможна идея е, че магнетарът наследява магнитното поле от колабиращото ядро на своя прародител, което предполага, че звездата е била магнитна преди това. Досега не са открити магнитни масивни звезди близо до края на тяхната еволюция."

Така беше, докато екипът не откри природата на HD 45166.

"Нашите резултати предполагат, че магнитната звезда в HD 45166 след няколко милиона години ще се срине в магнетар", каза Шенар. "Следователно тази силно магнитна звезда предоставя улики за възможния път на образуване на тези мистериозни обекти."

Екипът смята, че когато HD 45166 се срине под действието на собствената си гравитация, магнитното му поле ще се засили до един милиард пъти, защото линиите на магнитното му поле ще се съберат. Тогава масивната хелиева звезда ще се превърне в невероятно компактна мътрва звезда или ядро с магнитно поле от около 100 трилиона гауса - най-мощният тип магнетар в познатата вселена.

Изследването също предполага механизъм, чрез който самата HD 45166 може да се е формирала, като екипът смята, че магнитната звезда е резултат от сливането на две хелиеви звезди с по-ниска маса по време на уникална еволюция.

Това следва от факта, че астрономите са открили, че HD 45166 има маса около два пъти по-голяма от тази на Слънцето, което е по-малко от прогнозираното по-рано, и от разкритието, че двете свезди от системата обикалят една около друга на много по-голямо разстояние отколкото се смяташе по-рано .

Екипът откри уникалната природа на звездата HD 45166, когато наблюдава нея и нейния спътник в двойната система през февруари 2022 г., използвайки спектрополариметричното устройство Echelle за наблюдение на звезди (ESPADONS), инструмент на телескопа Канада-Франция-Хавай в Хавай които могат да откриват и измерват магнитни полета.

Сега те ще продължат да наблюдават HD 45166 с ESPADONS и други инструменти. Наблюдението на двоичната система с инструменти като интерферометъра GRAVITY на Много големия телескоп (VLT) ще позволи на астрономите да определят позициите на двете звезди в системата, нещо, което може да помогне за точното определяне на индивидуалните маси на обектите.

"Освен това ще търсим други обекти, които биха могли да принадлежат към този нов клас звезди", заключи Шенар.

Изследването на екипа е публикувано в списание Science.