Pulsarai yra greitai besisukantys masyvių žvaigždžių lavonai. Viena iš tokių paslapčių: kodėl pulsarai turi milijonus laipsnių taškų aplink savo polius? Nauji ESA XMM-Niutono rentgeno spindulių observatorijos duomenys suabejojo teorija, kad įkrautos dalelės susiduria su pulsato paviršiumi jo poliuose. XMM-Newton nepavyko pamatyti rentgeno spinduliuotės keliuose senuose pulsuose, kurie turėjo būti labai ryškūs, jei dalelės nuolat susidurtų.
Ypatingas ESA XMM-Niutono rentgeno observatorijos jautrumas parodė, kad vyraujančią teoriją, kaip žvaigždžių lavonai, vadinami pulsarais, generuoja rentgeno spindulius, reikia peržiūrėti. Visų pirma, energija, reikalinga milijono laipsnių poliariniams taškams, matomiems aušinant neutroninėms žvaigždėms, daugiausia gali būti iš pulsaro, o ne iš išorės.
Prieš trisdešimt devynerius metus Kembridžo astronomai Jocelyn Bell-Burnell ir Anthony Hewish atrado pulsarius. Šie dangaus objektai yra stipriai įmagnetintos besisukančių negyvų žvaigždžių šerdys, kurių kiekviena siekia tik 20 kilometrų, tačiau joje yra maždaug 1,4 karto didesnė nei Saulės masė. Net ir šiandien jie glumina astronomus visame pasaulyje.
„Teorija, kaip pulsatoriai skleidžia savo spinduliuotę, dar yra pradinėje stadijoje, net po beveik keturiasdešimties metų darbo“, - sako Werneris Beckeris, „Max-Planck Institut“, extrachrestrische Physik, Garchingas, Vokietija. Yra daug modelių, tačiau nėra priimtos teorijos. Naujų „XMM-Newton“ stebėjimų dėka, Beckeris ir jo kolegos galėjo rasti svarbų galvosūkio fragmentą, kuris padės teoretikams paaiškinti, kodėl aušinančiose neutronų žvaigždėse yra taškų prie jų polinių regionų.
Žlugus didžiulėms žvaigždėms, neutroninės žvaigždės susidaro esant aukštesnei nei milijardo (1012 K) laipsnių temperatūrai. Kai tik jie gimsta, jie pradeda atvėsti. Kaip jie vėsina, turi priklausyti nuo jų viduje esančių superdensinių medžiagų fizinių savybių.
Stebėjimai su ankstesniais rentgeno palydovais parodė, kad aušinančių neutroninių žvaigždžių rentgeno spinduliai gaunami iš trijų pulsaro sričių. Pirma, visas paviršius yra toks karštas, kad skleidžia rentgeno spindulius. Antra, pulsaro magnetinėje aplinkoje yra įkrautų dalelių, kurios taip pat skleidžia rentgeno spindulius, kai juda į išorę išilgai magnetinio lauko linijų. Trečia, ir ypač svarbu atliekant šį naujausią tyrimą, jaunesni pulsarai rodo rentgeno taškus prie savo polių.
Iki šiol astronomai tikėjo, kad taškai yra kuriami, kai įkrautos dalelės susiduria su pulsaro paviršiumi ties poliais. Tačiau naujausi „XMM-Newton“ rezultatai sukėlė abejonių šiuo požiūriu.
„XMM-Newton“ užfiksavo išsamius rentgeno spinduliuotės vaizdus iš penkių impulsų, kurių kiekvienas buvo iki kelių milijonų metų. „Joks kitas rentgeno palydovas negali atlikti šio darbo. Tik „XMM-Newton“ gali stebėti jų rentgeno spinduliuotės duomenis “, - sako Beckeris. Jis ir jo bendradarbiai nerado nei paviršiaus, nei poliarinių taškų išmetimo įrodymų, nors jie matė iš išorės judančių dalelių išmetimą.
Nepakankamas paviršiaus išmetimas nėra staigmena. Per kelis milijonus metų nuo jų gimimo šie pulsarai atvėso nuo milijardų laipsnių iki mažiau nei 500 000 laipsnių šilumos, tai reiškia, kad jų paviršiaus rentgeno spinduliuotė išblėso.
Tačiau tai, kad senuose pulsatoriuose trūksta poliarinių taškų, yra didelis netikėtumas ir parodo, kad polinių paviršiaus sričių šildymas dalelių bombardavimu nėra toks efektyvus, kad būtų gautas reikšmingas šiluminis rentgeno komponentas. „Trijų milijonų metų pulsaro PSR B1929 + 10 atveju bet kurio šildomo poliarinio regiono indėlis yra mažesnis nei septyni procentai viso aptikto rentgeno spindulių srauto“, - sako Beckeris.
Panašu, kad įprastas vaizdas nėra vienintelis būdas pažvelgti į problemą. Alternatyvi teorija yra ta, kad nuo jo gimimo įstrigusi šiluma pulsais bus nukreipta į polius dėl intensyvaus magnetinio lauko, esančio pulsare. Taip yra todėl, kad šilumą neša elektronai, kurie yra įkraunami elektra ir todėl bus nukreipti magnetinių laukų.
Tai reiškia, kad jaunesnių pulsatorių polinės karštosios dėmės daugiausia susidaro dėl pulsare esančios šilumos, o ne dėl dalelių susidūrimo iš pulsaro išorės. Todėl jie išnyks taip pat, kaip ir viso paviršiaus išmetimai. „Šis požiūris vis dar svarstomas, tačiau jį labai palaiko nauji XMM-Newtono pastebėjimai“, - sako Beckeris.
Praėjus beveik keturiasdešimčiai metų nuo pulsarų atradimo, atrodo, kad seni pulsarai vis dar turi naujų gudrybių, kaip išmokyti astronomus.
Originalus šaltinis: ESA naujienų leidinys
