Kép jóváírása: NASA
A kanadai Elméleti Asztrofizikai Intézet (CITA) és a NASA tudósai példátlan részleteket kaptunk a gördülő gázáramlásról, amely csupán néhány mérföldre fekszik a neutroncsillag felületétől, maga gömbje csak körülbelül tíz mérföld van.
A neutroncsillag hatalmas és ritka robbanása - három óra alatt több energiát öntve, mint a Nap 100 év alatt - megvilágította a területet, és lehetővé tette a tudósok számára, hogy kémkedjenek a régió részleteiről, amelyeket még soha nem fedtek fel. Olyan finoman láthatták a részleteket, mintha a gázgyűrű körül körbepörgött és a neutroncsillagra áramlott volna, amikor ez a gyűrű összecsapódott a robbanás után, majd körülbelül 1000 másodperc múlva lassan visszanyerte eredeti formáját.
Mindez a Földtől 25 000 fényévre történt, másodpercenként filmszerű módon rögzítve, a NASA Rossi X-ray Timing Explorer alkalmazásával végzett spektroszkópia segítségével.
Dr. David Ballantyne, a CITA, a torontói egyetem, és Dr. Tod Strohmayer, a NASA Goddard űrrepülési központja, Greenbelt, Md., Bemutatják ezt az eredményt az Astrophysical Journal Letters közelgő kiadásában. A megfigyelés új betekintést nyújt a neutroncsillag (és valószínűleg egy fekete lyuk) „akkumulációs korongjának” áramlásába, amely általában túl sok perc ahhoz, hogy még a legerősebb távcsövekkel is meg lehessen oldani.
"Ez az első alkalom, amikor megfigyelhetjük az akkumulációs korong belső régióit, ebben az esetben szó szerint néhány mérföldre a neutroncsillag felületétől, és valós időben megváltoztatjuk annak szerkezetét" - mondta Ballantyne. „Ismert, hogy az akkumulációs korongok sok objektum körül áramlanak az univerzumban, az újonnan kialakuló csillagoktól a távoli kvazárok óriási fekete lyukain keresztül. Az ilyen lemezek áramlásának részletei csak eddig következtethetők. ”
A neutroncsillag a felrobbantott csillag sűrű, magmaradványai, legalább nyolcszor hatalmasabbak, mint a Nap. A neutroncsillag körülbelül egy nap értékű tömeget tartalmaz, amely egy Torontónál nem nagyobb gömbbe van csomagolva. Az akkumulációs tárcsa a neutroncsillagok és a fekete lyukak körüli kavargó forró gáz (plazma) áramlására utal, amelyet a régió erős gravitáció vonz. Ezt a gázt gyakran egy szomszédos csillag szállítja.
Ahogy az anyag összeomlik a neutroncsillagra, 10–100 méteres anyagréteget épít fel, amely többnyire héliumot tartalmaz. A hélium szénré és más nehezebb elemekké való összeolvadása óriási energiát bocsát ki és erőteljes röntgenfényt ad, amely sokkal energikusabb, mint a látható fény. (A nukleáris fúzió ugyanaz a folyamat, mint a Nap energiája.) Az ilyen robbanások naponta többször is előfordulhatnak egy neutroncsillagnál, és körülbelül 10 másodpercig tarthatnak.
Amit Ballantyne és Strohmayer megfigyelt ezen a neutroncsillagnál, a 4U 1820-30 elnevezéssel, „szuper burst” volt. Ezek sokkal ritkábbak, mint a szokásos, héliummal működő robbanások, és ezerszer több energiát bocsátanak ki. A tudósok szerint ezeket a superbursztumokat a hélium-fúzióból származó szén formájában képződött nukleáris hamu felhalmozódása okozza. A jelenlegi gondolkodásmód azt sugallja, hogy több évbe telik, amíg a szénhamu olyan mértékben felhalmozódik, hogy megkezdi a megolvadást.
A szuperbomba annyira fényes és hosszú volt, hogy úgy viselkedett, mint egy reflektorfény, amelyet a neutroncsillag felületéről és az akkumulációs korong legbelső régiójára sugároztak. A felszakítási megvilágított vas atomok röntgenfénye az akkreditációs korongban, ezt a folyamatot fluoreszcenciának nevezik. A Rossi Explorer megragadta a vasfluoreszcencia jellemző jeleit - azaz spektrumát. Ez viszont információkat szolgáltatott a vas hőmérsékleteiről, sebességéről és a neutroncsillag körüli helyzetéről.
"A Rossi Explorer néhány másodpercenként jól meg tudja mérni a vasatomok fluoreszcencia spektrumát" - mondta Strohmayer. “Összeadva ezt az információt, képet kapunk arról, hogy ez az akkumulációs tárcsa hogyan deformálódik a termonukleáris robbanás hatására. Ez a legjobb megjelenés, amelyet remélhetünk, mert az a tény, hogy ennek a műveletnek a képéhez való spektrumok helyett való megjelenítéséhez szükséges felbontás milliárdszor nagyobb lesz, mint amit a Hubble űrteleszkóp kínál. ”
A tudósok szerint a kitört neutroncsillagok laboratóriumként szolgálnak az akkreditációs korongok tanulmányozására, amelyeket (de kevésbé részletezetten) látnak az Univerzumon keresztül a közeli csillagfekete lyukak és rendkívül távoli kvazáris galaxisok körül. A csillagú fekete lyukak akkripciós tárcsákkal nem eredményeznek röntgensugárzást.
A Rossi Explorert 1995 decemberében indították meg olyan gyorsan változó, energikus és gyorsan forgó tárgyak megfigyelésére, mint a szupermasszív fekete lyukak, az aktív galaktikus magok, a neutron csillagok és a milliszekundum pulzátorok.
Eredeti forrás: NASA sajtóközlemény
