Ako teda zoberiete teplotu jedného z najexotickejších objektov vo vesmíre? Neutrónová hviezda (~ 1,35 až 2,1 solárnych hmôt, merajúca iba 24 km) je zvyšok supernovy po smrti veľkej hviezdy. Hoci nie sú dostatočne masívne na to, aby sa stali čiernou dierou, neutrónové hviezdy stále nahromadia hmotu, vytiahnu plyn od binárneho partnera a často podstúpia dlhé obdobia vzplanutia.
Našťastie môžeme pozorovať röntgenové svetlice (pomocou prístrojov ako sú napr Chandra), ale nie je to samotná erupcia, ktorá môže odhaliť teplotu alebo štruktúru neutrónovej hviezdy.
Na konferencii AAS minulý týždeň odhalili podrobnosti o výsledkoch röntgenovej pozorovacej kampane MXB 1659-29, kvázi perzistentného prechodného zdroja röntgenových lúčov (tj neutrónovej hviezdy, ktorá vzplanula dlhý čas), niektoré fascinujúce poznatky fyzika neutrónových hviezd, ktorá ukazuje, že pri ochladení kôry neutrónovej hviezdy sa odhalí zloženie kôry a môže sa zmerať teplota týchto zvyškov exotických supernov…
Počas výbuchu svetlice neutrónové hviezdy generujú röntgenové lúče. Tieto röntgenové zdroje je možné merať a sledovať ich vývoj. V prípade MXB 1659-29, Ed Cackett (Univ. Z Michiganu) použil údaje z Rossiho röntgenového prieskumníka časovania (RXTE) agentúry NASA na sledovanie chladenia kôry neutrónovej hviezdy po dlhšej dobe röntgenového žiarenia. MXB 1659-29 vzplanul 2,5 roka, kým sa „nevypol“ v septembri 2001. Odvtedy sa pravidelne sledoval zdroj na meranie exponenciálneho zníženia emisií röntgenového žiarenia.
Prečo je to dôležité? Po dlhom období röntgenového žiarenia sa kôra neutrónovej hviezdy zahrieva. Predpokladá sa však, že jadro neutrónovej hviezdy zostane pomerne chladné. Keď neutrónová hviezda prestane horieť (ako je hromadenie plynu, napájanie svetlice, vypína sa), zdroj kúrenia sa stráca. Počas tohto obdobia pokoja (bez vzplanutia) klesajúci röntgenový tok z kôry chladiacej neutrónovej hviezdy odhaľuje obrovské množstvo informácií o vlastnostiach neutrónovej hviezdy.
Počas pokoja astronómovia pozorujú röntgenové lúče emitované z povrchu neutrónovej hviezdy (na rozdiel od svetlíc), takže je možné priamo zmerať neutrónovú hviezdu. Vo svojej prezentácii Cackett skúmal, ako sa röntgenový tok z MXB 1659-29 exponenciálne znížil a potom ustálil pri konštantnom toku. To znamená, že kôra sa rýchlo ochladila po vzplanutí a nakoniec dosiahla tepelnú rovnováhu s jadrom neutrónovej hviezdy. Použitím tejto metódy je preto možné odvodiť teplotu jadra neutrónovej hviezdy.
Vrátane údajov z iného prechodného rôntgenového lúča neutrónovej hviezdy KS 1731-260, rýchlosti ochladzovania pozorované počas začiatku pokoja naznačujú, že tieto objekty majú dobre usporiadané krustálne mriežky s veľmi malým počtom nečistôt. Rýchly pokles teploty (od svetlice po pokojový stav) trvalo približne 1,5 roka, kým sa dosiahla tepelná rovnováha s jadrom neutrónovej hviezdy. Teraz sa bude ďalej pracovať s použitím údajov spoločnosti Chandra, aby bolo možné odkryť viac informácií o týchto rýchlo sa otáčajúcich exotických objektoch.
Náhle sa mi neutronové hviezdy v utorok v 10 minútovom rozhovore minulý utorok stali trochu menej záhadnými…
Súvisiace publikácie:
- Chandra a Swiftove pozorovania kvázi perzistentného prechodného neutrónového hviezda EXO 0748-676 v pokoji, Degenaar a kol., 2008
- KRUHOVÁ CHLADIACA KRIVKA NEUTRON STAR V MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
