A kozmikus sugarak - amelyek a fénysebességhez közel felgyorsulnak - folyamatosan kilépnek a Napból, bár pozitívan lassúak az ultra-nagy energiájú kozmikus sugarakhoz (UHECR) képest. Az ilyen típusú kozmikus sugarak a Naprendszeren kívüli forrásokból származnak, és sokkal energikusabbak, mint a Napunkon, bár sokkal ritkábbak is. A fehér törpe és a neutroncsillag vagy a fekete lyuk összeolvadása lehet ezeknek a sugaraknak az egyik forrása, és az ilyen összeolvadások elég gyakran előfordulhatnak, hogy ezeknek az energetikai részecskéknek a legjelentősebb forrása legyen.
A Sloan White dwArf sugársebességi adatok bányászati felmérése (SWARMS) - amely a Sloan Digital Sky Survey része - nemrégiben egy egzotikus tárgyak bináris rendszerét fedezte fel, csupán 50 pars-os távolságra a Naprendszertől. Ez a rendszer, az SDSS 1257 + 5428 elnevezésű fehér törpe csillagnak tűnik, amely egy neutroncsillagot vagy kis tömegű fekete lyukot kering. A rendszerrel és annak eredeti felfedezésével kapcsolatos részleteket Carles Badenes és mtsai. itt.
Todd Thompson, az Ohio Állami Egyetemi Csillagászati Tanszék asszisztens professzora, egy nemrégiben levélben Az asztrofizikai folyóiratok hogy ez a típusú rendszer, és a csillagok ezen egzotikus maradványainak későbbi egyesítése gyakori lehet, és ez figyelembe veheti a jelenleg megfigyelt UHECR-ek mennyiségét. A fehér törpe és a neutroncsillag vagy a fekete lyuk összeolvadása szintén kis tömegű fekete lyukat, úgynevezett „csecsemő” fekete lyukat hozhat létre.
Thompson e-mail interjúban írta:
„A fehér törpe / neutroncsillagok vagy a fekete lyukú binárisok meglehetősen ritkák, bár az irodalomban a Tejút-szerű galaxisok száma hatalmas. A SWARMS volt az első, amely ilyen rendszert észlelt a „sugárirányú sebesség” technikával, és az első, amely ilyen tárgyat talált olyan közel, mindössze 50 elemnél (kb. 170 fényév). Ezért nagyon meglepő volt, és viszonylagos közelsége tette lehetővé az érv megfogalmazását, miszerint ezeknek a rendszereknek meglehetősen általánosaknak kell lenniük a legtöbb korábbi elváráshoz képest. A SWARMS-nek nagyon szerencsésnek kellett volna látnia oly oly ritkát, mint a közelben. ”
Thompson és munkatársai. állítják, hogy az ilyen típusú egyesülések lehetnek a UHECR-k legjelentősebb forrása a Tejút-galaxisban, és hogy körülbelül 2000 évente össze kell olvadniuk a galaxisban. Az ilyen típusú egyesülések valamivel ritkábbak lehetnek, mint az Ia típusú szupernóvák, amelyek fehér törpék bináris rendszeréből származnak.
Egy fehér törpe, amely összeolvad egy neutroncsillaggal, szintén létrehozna egy kis tömegű fekete lyukat, amely a Nap tömegének körülbelül háromszorosa lesz. Thompson azt mondta: „Valójában ez a forgatókönyv valószínű, mivel úgy gondoljuk, hogy a neutroncsillagok nem létezhetnek a Nap tömegének 2-3-szorosa felett. Az ötlet az, hogy a WD széttört és a neutroncsillagra akkumulálódik, majd a neutroncsillag fekete lyukba esne. Ebben az esetben láthatjuk a BH képződésének jelét gravitációs hullámokban. ”
Az ilyen összeolvadás során létrejövő gravitációs hullámok a Lézer-interferométer gravitációs hullámok megfigyelőközpontja (LIGO) által észlelhető tartomány fölött lennének, egy olyan eszköz, amely lézereket használ a gravitációs hullámok észlelésére (amelyek közül még egyiket még nem észleltek ...), és esetleg egy elosztott alapú gravitációs hullám-megfigyelőközpont, a NASA lézerinterferométeres űrantenna, LISA.
A Napból származó közönséges kozmikus sugarak energiája 10 ^ 7-10 ^ 10 elektron volt volt. Az ultra-nagy energiájú kozmikus sugarak ritka jelenség, de meghaladják a 10 ^ 20 elektronvolt. Hogyan hozhatnak létre olyan rendszerek, mint az SDSS 1257 + 5428, olyan nagy energiájú kozmikus sugarakat? Thompson kifejtette, hogy két ugyanolyan lenyűgöző lehetőség van.
Az elsőben egy fekete lyuk és az azt követő akkumulációs tárcsa kialakulása az összefonódásból olyan jet-et hoz létre, mint a galaxisok közepén látható, a kvazár jelzőjele. Noha ezek a fúvókák sokkal, sokkal kisebbek lennének, a sugárhajtómű elején lévő lökéshullámok felgyorsítják a részecskéket az UHECR-ek létrehozásához szükséges energiához - mondta Thompson.
A második forgatókönyvben a neutroncsillag ellopja az anyagot a fehér törpe társától, és ez az akkreditáció gyorsan elindul. A neutroncsillag vagy a „mágneses” felületén felépülő mágneses feszültségek képesek felgyorsítani az intenzív mágneses mezővel kölcsönhatásba lépő részecskéket ultra-nagy energiákká.
Az ilyen rendkívül nagy energiájú kozmikus sugarak ilyen rendszerek általi létrehozása rendkívül elméleti, és csak egy becslés azt mutatja meg, mennyire általánosak ezek galaxisunkban. Nem sokkal az SDSS 1257 + 5428 felfedezése után nem világos, hogy a fehér törpe társa tárgy-e fekete lyuk vagy neutroncsillag. De az a tény, hogy a SWARMS ilyen felfedezést készített a felmérés elején, ösztönzi további egzotikus bináris rendszerek felfedezését.
Nem valószínű, hogy a SWARMS 10 vagy 100 ilyen rendszert fog látni. Ha igen, akkor az ilyen fúziók aránya nagyon (megkérdőjelezhetetlenül) magas lenne. Ennek ellenére korábban sokszor meglepettünk. Figyelembe véve azonban a megkérdezett égbolt teljes területét, ha az ilyen fúziók arányának becslése helyes, a SWARMS-nak csak körülbelül egy további ilyen rendszert kell látnia, és valószínűleg egy sem. Egy hasonló felmérésnek a déli égbolton (jelenleg semmi sem hasonlítható a Sloan Digital Sky felméréshez, amelyen a SWARMS alapul) fel kell mutatnia körülbelül egy ilyen rendszert ”- mondta Thompson.
Az SDSS 1257 + 5428 megfigyeléseit már a Swift X-ray Observatory segítségével végezték, és néhány mérést a rádióspektrumban végeztek. A Fermi távcsövet használó rendszer helyén nem található gamma-sugárforrás.
Thompson azt mondta: „Valószínűleg a rendszer legközelebbi megfigyelése az, hogy a vallás távolságát párhuzamosan érjük el. Jelenleg a távolság a megfigyelt fehér törpe tulajdonságain alapszik. Elvben,
viszonylag könnyű lehet a rendszert a következő év során megfigyelni, és párhuzamos távolságot szerezni, ami enyhíti a fehér törpe fizikai tulajdonságaival kapcsolatos bizonytalanságok sokaságát. "
Forrás: Arxiv, e-mail interjú Todd Thompsonnal
