„Pulsar RX J0720.4-3125“ užfiksuotas „XMM-Newton“. Spustelėkite norėdami padidinti
ESA skriejantis rentgeno teleskopas, kosmoso observatorija „XMM-Newton“, nustatė nekontroliuojamą neutroninę žvaigždę. Bendroji objekto temperatūra nesikeičia, jis tiesiog pasilenkia ir pamažu rodo stebėtojus, esančius Žemėje, skirtingas sritis - tarsi banguojančią viršūnę. Šie stebėjimai padės astronomams suprasti kai kuriuos vidinius procesus, kurie valdo tokius objektus.
Pasinaudodama ESA XMM-Niutono rentgeno observatorijos duomenimis, tarptautinė astrofizikų grupė atrado, kad viena besisukanti neutronų žvaigždė neatrodo tokia stabili, kaip mokslininkai tikėtųsi. Šie rentgeno stebėjimai žada suteikti naujų įžvalgų apie šiluminę evoliuciją ir pagaliau neutroninių žvaigždžių vidinę struktūrą.
Besisukančios neutroninės žvaigždės, dar žinomos kaip pulsarai, paprastai yra žinomos kaip labai stabilūs sukikliai. Dėl savo periodinių signalų, skleidžiamų radijuje arba rentgeno spindulių bangos ilgyje, jie gali tarnauti kaip labai tikslūs astronominiai „laikrodžiai“.
Mokslininkai nustatė, kad per pastaruosius ketverius su puse metų vieno mįslingo objekto, pavadinto RX J0720.4-3125, temperatūra nuolat kilo. Tačiau labai neseni stebėjimai parodė, kad ši tendencija pasikeitė ir temperatūra dabar mažėja.
Pasak mokslininkų, šį poveikį lemia ne realūs temperatūros pokyčiai, o kintanti žiūrėjimo geometrija. „RX J0720.4-3125“ greičiausiai yra „įkyrusis“, tai yra, jis lėtai slūgsta, todėl laikui bėgant jis stebėtojams parodo skirtingas paviršiaus vietas.
Neutroninės žvaigždės yra viena iš žvaigždžių evoliucijos baigčių. Kai masė panaši į mūsų Saulės masę, jos rutulys yra 20–40 km skersmens, jų tankis yra dar šiek tiek didesnis nei atominio branduolio - milijardas tonų kubiniame centimetre. Netrukus po supernovos sprogimo jų temperatūra yra maždaug 1 000 000 laipsnių pagal Celsijų, o didžioji jų šiluminės spinduliuotės dalis patenka į elektromagnetinio spektro rentgeno juostą. Jaunos izoliuotos neutroninės žvaigždės lėtai vėsta ir praeina milijonas metų, kol jos tampa per šaltos, kad būtų galima pastebėti rentgeno spinduliuose.
Neutronų žvaigždės turi labai stiprų magnetinį lauką, paprastai kelis trilijonus kartų stipresnį nei Žemės. Magnetinis laukas gali būti toks stiprus, kad jis daro įtaką šilumos perdavimui iš žvaigždžių vidaus per plutą, dėl kurios susidaro karštos dėmės aplink žvaigždės paviršiaus magnetinius polius.
Rentgeno spinduliuotės spektre dominuoja šių karštesnių polinių dangtelių skleidžiama emisija. Yra žinomos tik kelios izoliuotos neutroninės žvaigždės, iš kurių tiesiogiai galime stebėti šiluminę spinduliuotę iš žvaigždės paviršiaus. Vienas iš jų yra RX J0720.4-3125, besisukantis maždaug aštuonių su puse sekundės. „Atsižvelgiant į ilgą aušinimo laiko skalę, buvo labai netikėta pamatyti rentgeno spinduliuotės spektrą per kelerius metus“, - sakė tyrimui vadovavęs Frankas Haberlas iš Maxo Plancko Nežemiškos fizikos instituto Garchinge (Vokietija). grupė.
„Labai mažai tikėtina, kad neutroninės žvaigždės temperatūra greitai pasikeis. Geriau matome skirtingas žvaigždžių paviršiaus sritis skirtingu metu. Tai taip pat pastebima per neutroninės žvaigždės sukimosi periodą, kai karštieji taškai juda į mūsų vidų ir iš jo, todėl jų indėlis į bendrą išmetamųjų teršalų kiekį keičiasi “, - tęsė Haberlas.
Panašus poveikis daug ilgesniu laikotarpiu gali būti stebimas, kai neutroninės žvaigždės priestatas (panašiai kaip besisukanti viršuje). Tokiu atveju pati sukimosi ašis juda aplink kūgį, dėl kurio bėgant metams pamažu keičiasi žiūrėjimo geometrija. Laisvą nuolaidą gali sukelti nedidelė žvaigždės deformacija iš tobulos sferos, kuri gali kilti iš labai stipraus magnetinio lauko.
Atlikus pirmąjį XMM-Newton stebėjimą RX J0720.4-3125 2000 m. Gegužę, stebėta temperatūra buvo minimali, o daugiausia buvo matoma vėsesnė, didesnė dėmė. Kita vertus, po ketverių metų (2004 m. Gegužės mėn.) Nuolaidų metu dažniausiai buvo matoma antroji, karštesnė ir mažesnė vieta, dėl kurios padidėjo pastebėta temperatūra. Tai greičiausiai paaiškina pastebėtus temperatūros ir spinduliuotės svyravimus bei jų antikorresaciją.
Savo darbe Haberlas ir kolegos sukūrė „RX J0720.4-3125“ modelį, kuris gali paaiškinti daugelį specifinių savybių, kurias iki šiol buvo sunku paaiškinti. Šiame modelyje ilgalaikį temperatūros pokytį lemia skirtingos dviejų karštų polinių dangtelių frakcijos, kurios atrodo kaip žvaigždė, maždaug septynerių – aštuonerių metų laikotarpyje.
Kad toks modelis veiktų, abiejų spinduliuojančių polinių regionų temperatūra ir dydis turi būti skirtingi, kaip neseniai buvo pasiūlyta kitam tos pačios klasės izoliuotų neutroninių žvaigždžių nariui.
Anot komandos, „RX J0720.4-3125“ yra bene geriausias atvejis tiriant neutroninės žvaigždės precesiją per jos rentgeno spinduliuotę, tiesiogiai matomą iš žvaigždžių paviršiaus. Precesija gali būti galinga priemonė zonduoti neutronų žvaigždės vidų ir sužinoti apie materijos būklę tokiomis sąlygomis, kurių mes negalime pagaminti laboratorijoje.
Planuojami papildomi „XMM-Newton“ stebėjimai, skirti toliau stebėti šį intriguojantį objektą. „Mes tęsiame teorinį modeliavimą, iš kurio tikimės sužinoti daugiau apie šiluminę evoliuciją, šios žvaigždės magnetinio lauko geometriją ir neutroninių žvaigždžių vidinę struktūrą apskritai“, - padarė išvadą Haberlis.
Originalus šaltinis: ESA portalas
