Obrazový kredit: ESA
Pomocou vesmírnych röntgenových astronómov XMM-Newton s Európskou vesmírnou agentúrou urobili prvé priame meranie magnetického poľa neutrónovej hviezdy. Neutrónová hviezda je veľmi hustý objekt, ktorého hmota veľkej hviezdy je zabalená do polomeru len 20 - 30 km a predpovedalo sa, že má veľmi silné magnetické pole, ktoré pôsobilo ako brzda a spomaľovalo ich rotáciu. Ale keď pozorovali neutrónovú hviezdu s názvom 1E1207.4-5209 dlhšie ako 72 hodín s XMM, astronómovia zistili, že bola 30-krát slabšia, ako predpovedali. To, čo spôsobuje spomaľovanie týchto objektov, je opäť záhadou.
Tím európskych astronómov uskutočnil prvé priame meranie magnetického poľa neutrónovej hviezdy pomocou vynikajúcej citlivosti rôntgenového observatória ESA, XMM-Newton.
Výsledky poskytujú hlboký vhľad do extrémnej fyziky neutrónových hviezd a odhaľujú nové tajomstvo, ktoré treba ešte vyriešiť na konci života tejto hviezdy.
Neutrónová hviezda je veľmi hustý nebeský objekt, ktorý má obyčajne niečo ako hmotnosť nášho Slnka zabalené do malej gule s priemerom iba 20 - 30 km. Je to produkt hviezdnej explózie, známej ako supernova, pri ktorej je väčšina hviezd vystreľovaná do vesmíru, ale jej zrútené srdce zostáva vo forme veľmi hustej horúcej gule neutrónov, ktorá sa otáča neuveriteľnou rýchlosťou.
Napriek tomu, že sú to známe triedy predmetov, samotné jednotlivé neutrónové hviezdy zostávajú záhadné. Neutrónové hviezdy sú pri narodení veľmi horúce, ale veľmi rýchlo ochladzujú. Preto len málo z nich vyžaruje vysoko energetické žiarenie, napríklad röntgenové lúče. Preto sa tradične študujú prostredníctvom svojich rádiových emisií, ktoré sú menej energetické ako röntgenové lúče a ktoré sa zvyčajne javia ako pulzujúce a zapínajúce sa. Preto niekoľko neutrónových hviezd, ktoré sú dostatočne horúce na to, aby vyžarovali röntgenové lúče, bolo možné vidieť pomocou rôntgenových ďalekohľadov, ako napríklad XMM-Newton ESA.
Jedna takáto neutrónová hviezda je 1E1207.4-5209. Profesor Giovanni Bignami z Centra d´Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) a jeho tím priamo merali silu svojho magnetického poľa pomocou najdlhšieho pozorovania galaktického zdroja, ktorý kedy bol XMM-Newton (72 hodín). To z neho robí vôbec prvú izolovanú neutrónovú hviezdu, kde sa to dá dosiahnuť.
Všetky predchádzajúce hodnoty magnetických polí neutrónovej hviezdy bolo možné odhadnúť iba nepriamo. Toto sa dosahuje teoretickými predpokladmi založenými na modeloch, ktoré opisujú gravitačné zrútenie veľkých hviezd, ako sú tie, ktoré vedú k tvorbe neutrónových hviezd. Druhou nepriamou metódou je odhadnúť magnetické pole štúdiom spomalenia rotácie neutrónovej hviezdy pomocou údajov z rádioastronómie.
V prípade 1E1207.4-5209 toto priame meranie pomocou XMM-Newton odhalí, že magnetické pole neutrónovej hviezdy je 30-krát slabšie ako predpovede založené na nepriamych metódach.
Ako to možno vysvetliť? Astronómovia môžu merať rýchlosť, akou sa jednotlivé neutrónové hviezdy spomaľujú. Vždy predpokladali, že príčinou je „trenie“ medzi jeho magnetickým poľom a jeho okolím. V tomto prípade je jediným záverom to, že neutrónová hviezda ťahá niečo iné, ale čo? Môžeme špekulovať, že to môže byť malý disk sutiny supernovy obklopujúci neutrónovú hviezdu, čo vytvára ďalší faktor odporu.
Výsledkom je otázka, či je 1E1207.4-5209 jedinečný medzi neutrónovými hviezdami alebo či je prvý svojho druhu. Astronómovia dúfajú, že sa zamerajú na ďalšie neutrónové hviezdy pomocou XMM-Newton, aby to zistili.
Poznámka pre redaktorov
Röntgenové lúče emitované neutrónovou hviezdou, ako je 1E1207.4-5209, musia pred únikom do vesmíru prejsť magnetickým poľom neutrónovej hviezdy. Na ceste môžu častice v magnetickom poli hviezdy ukradnúť niektoré z odchádzajúcich röntgenových lúčov a prepožičať im ich spektrálne značky, známe ako „absorpčné línie cyklotrónovej rezonancie“. Práve tento odtlačok prsta umožnil profesorovi Bignami a jeho tímu zmerať silu magnetického poľa neutrónovej hviezdy.
Pôvodný zdroj: ESA News Release
