Obrazový kredit: NASA
Vedci z Kanadského ústavu pre teoretickú astrofyziku (CITA) a NASA zaznamenali bezprecedentné podrobnosti o vírivom prúde plynu vznášajúcom sa len pár kilometrov od povrchu neutrónovej hviezdy, ktorá je sama o sebe guľou vzdialenou len asi desať kilometrov.
Masívna a zriedkavá explózia na povrchu tejto neutrónovej hviezdy - vylievajúca viac energie za tri hodiny ako Slnko za 100 rokov - osvetlila túto oblasť a umožnila vedcom špehovať podrobnosti o tomto regióne, ktoré sa nikdy predtým neodhalili. Videli detaily tak jemné, ako krúžok plynu krúžil okolo a prúdil na neutrónovú hviezdu, keď sa tento prstenec vzplanul z výbuchu a potom sa pomaly obnovil svoju pôvodnú podobu približne po 1 000 sekundách.
To všetko sa odohrávalo 25 000 svetelných rokov od Zeme, ktoré bolo zachytené za sekundu filmovým spôsobom prostredníctvom procesu nazývaného spektroskopia pomocou Rossiho RTG prieskumu NASA spoločnosti Rossi.
David Ballantyne z CITA na University of Toronto a Dr. Tod Strohmayer z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelt, MD, predstavili tento výsledok v nadchádzajúcom vydaní listov Astrofyzikálneho časopisu. Pozorovanie poskytuje nový pohľad na tok „akrečného disku“ neutrónovej hviezdy (a možno aj čiernej diery), zvyčajne príliš minútu na to, aby sa dalo rozlíšiť aj s najsilnejšími ďalekohľadmi.
"Je to prvýkrát, čo sa nám podarilo pozerať sa na vnútorné oblasti akrečného disku, v tomto prípade doslova pár kilometrov od povrchu neutrónovej hviezdy, zmeniť svoju štruktúru v reálnom čase," uviedol Ballantyne. „Akrečné disky sú známe tým, že tečú okolo mnohých objektov vo vesmíre, od novovznikajúcich hviezd po obrovské čierne diery vo vzdialených kvasároch. Podrobnosti o tom, ako taký disk môže byť odvodený, až doteraz. “
Neutrónová hviezda je hustá, jadro zvyškov explodovanej hviezdy najmenej osemkrát hmotnejšie ako Slnko. Neutrónová hviezda obsahuje asi množstvo hmoty slnka balené vo sfére nie väčšej ako Toronto. Akrečný disk označuje tok horúceho plynu (plazmy) víriaci okolo neutrónových hviezd a čiernych dier, priťahovaný silnou gravitáciou oblasti. Tento plyn je často dodávaný susednou hviezdou.
Keď hmota padá na neutrónovú hviezdu, vytvára vrstvu 10 až 100 metrov, ktorá pozostáva väčšinou z hélia. Fúzia hélia na uhlík a ďalšie ťažšie prvky uvoľňuje enormnú energiu a poháňa silný výbuch röntgenového svetla, oveľa energickejšieho ako viditeľné svetlo. (Jadrová fúzia je ten istý proces, ktorý poháňa Slnko.) Takéto výbuchy sa môžu vyskytnúť niekoľkokrát denne na neutrónovej hviezde a trvať asi 10 sekúnd.
To, čo Ballantyne a Strohmayer pozorovali na tejto neutrónovej hviezde, pomenovanej 4U 1820-30, bolo „superburst“. Jedná sa o oveľa zriedkavejšie ako bežné výbuchy hélia a uvoľňujú tisíckrát viac energie. Vedci tvrdia, že tieto superbursty sú spôsobené hromadením jadrového popola vo forme uhlíka z fúzie hélia. Súčasné myslenie naznačuje, že hromadenie uhlíkového popola trvá niekoľko rokov do tej miery, že sa začne taviť.
Superburst bol taký jasný a dlhý, že pôsobil ako bodové svetlo vyžarované z povrchu neutrónovej hviezdy a na najvnútornejšiu oblasť akrečného disku. Röntgenové svetlo zo zhluku osvietilo atómy železa v akrečnom disku, čo sa nazýva fluorescencia. Rossi Explorer zachytil charakteristický podpis fluorescencie železa - to je jeho spektrum. Toto následne poskytlo informácie o teplote, rýchlosti a polohe železa okolo neutrónovej hviezdy.
"Rossi Explorer dokáže dobre zmerať fluorescenčné spektrum atómov železa každých pár sekúnd," uviedol Strohmayer. „Sčítaním všetkých týchto informácií získate obraz o tom, ako sa tento narastajúci disk deformuje termonukleárnym výbuchom. Toto je najlepší vzhľad, v ktorý môžeme dúfať, pretože rozlíšenie potrebné na to, aby sme túto akciu skutočne videli ako obraz, namiesto spektier, by boli miliónkrát väčšie, ako ponúka Hubbleov vesmírny teleskop. “
Vedci tvrdia, že praskajúce neutrónové hviezdy slúžia ako laboratórium na skúmanie akrečných diskov, ktoré sú viditeľné (ale v menšej miere) cez vesmír okolo blízkych hviezdnych čiernych dier a mimoriadne vzdialených kvasarových galaxií. Hviezdne čierne diery s narastajúcimi diskami nevytvárajú röntgenové lúče.
Rossi Explorer bol spustený v decembri 1995 s cieľom pozorovať rýchlo sa meniace, energetické a rýchlo sa točiace objekty, ako sú supermasívne čierne diery, aktívne galaktické jadrá, neutrónové hviezdy a milisekundy pulzary.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
