Astronomai, naudojantys ESA rentgeno spindulių observatoriją „XMM-Newton“, aptiko mažą, ryškią „karštą“ vietą? ant neutroninės žvaigždės, vadinamos „Geminga“, paviršiaus, esančio už 500 šviesmečių. „Karštoji vieta“ yra futbolo aikštės dydis ir ją sukelia tas pats mechanizmas, sukuriantis „Geminga“ rentgeno uodegas. Šis atradimas nustato trūkstamą ryšį tarp rentgeno ir gama spinduliuotės iš „Geminga“.
Neutronų žvaigždės yra mažiausia žinoma žvaigždžių rūšis. Jie yra ypač tankūs masyvių žvaigždžių, žuvusių kataklizminiuose sprogimuose, vadinamuose supernovomis, liekanos. Jie buvo išmesti per kosmosą kaip patrankos kamuoliai ir sukosi žaibišku greičiu, o magnetiniai laukai buvo šimtai milijardų kartų stipresni už Žemę.
„Geminga“ atveju šioje patrankos sviedinyje yra pusantro karto didesnė nei Saulės masė, suspausta į sferą, vos skersai 20 kilometrų, ir besisukančią keturis kartus per sekundę.
Debesis, trykštantis elektra įkrautomis dalelėmis, supa Gemingą. Šios dalelės yra gaubiamos pagal magnetinius ir elektrinius laukus. ESA XMM-Niutono observatorija jau atrado, kad kai kurios iš šių dalelių yra išmetamos į kosmosą ir sudaro uodegas, tekančias už neutroninės žvaigždės, kai ji skauda.
Mokslininkai nežinojo, ar „Geminga“ uodegas formuoja elektronai, ar jų poros dalelės turi priešingą elektrinį krūvį, vadinamus pozitroniais. Nepaisant to, jie tikėjosi, kad, pavyzdžiui, elektronų išstūmimas į kosmosą, tada pozitronai turėtų būti nukreipti link pačios neutroninės žvaigždės, kaip ir savo tiksle. Ten, kur šios dalelės atsitrenkia į žvaigždės paviršių, jos turėtų sukurti „karsto tašką“ - regioną, žymiai karštesnį už aplinką.
Tarptautinė astronomų komanda, vadovaujama Patrizijos Caraveo, IASF-CNR, Italija, dabar pranešė, kad aptikta tokia karšta vieta Gemingoje, naudojant ESA XMM-Newton observatoriją.
Esant maždaug dviejų milijonų laipsnių temperatūrai, ši karštoji vieta yra žymiai karštesnė nei pusė milijono laipsnių aplinkinio paviršiaus. Pagal šį naują kūrinį „Geminga“ karštoji vieta yra vos 60 metrų spinduliu.
„Šis karštas taškas yra futbolo aikštės dydžio, - sakė Caraveo, - ir yra mažiausias objektas, kuris kada nors aptiktas už mūsų Saulės sistemos ribų“. Informacija apie šį dydį šiuo metu gali būti matuojama tik Mėnulyje ir Marse ir net tada - tik iš aplink orbitą esančio erdvėlaivio.
Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje buvo įtariama, kad yra „karštasis taškas“, tačiau tik dabar mes galime jį pamatyti gyvą, spinduliuojantį rentgeno spindulius, kai „Geminga“ sukasi, dėl didesnio ESA rentgeno observatorijos „XMM-Newton“ jautrumo.
Komanda panaudojo Europos fotonuotraukų fotoaparatus (EPIC), kad atliktų Geminga tyrimą, trunkantį maždaug 28 valandas iš eilės, ir užrašant kiekvieno rentgeno fotono, kurį „Geminga“ skleidė per XMM-Niutonas, atvykimo laiką ir energiją.
„Iš viso tai sudarė 76 850 rentgeno nuotraukų? dvigubai daugiau nei buvo surinkta remiantis visais ankstesniais Gemingos stebėjimais nuo Romos imperijos laikų “, - sakė Caraveo.
Žinant „Geminga“ sukimosi greitį ir kiekvieno fotono atvykimo laiką, astronomai galėjo nustatyti, kurie fotonai ateina iš kiekvienos neutroninės žvaigždės srities, kai ji sukasi.
Palyginę iš skirtingų žvaigždės regionų gaunamus fotonus, jie nustatė, kad spalva yra rentgeno spindulių, kurie atitinka jų energiją, pasikeitė, kai Geminga pasisuko. Visų pirma, jie aiškiai matė aiškų spalvos pasikeitimą, kai atsirado karštoji vieta, o paskui dingo už žvaigždės.
Šis tyrimas panaikina atotrūkį tarp rentgeno ir gama spindulių spinduliuotės iš neutroninių žvaigždžių. „XMM-Newton“ parodė, kad jie abu gali kilti naudojant tą patį fizinį mechanizmą, būtent įkrautų dalelių pagreitį šių išsigimusių žvaigždžių magnetosferoje.
„XMM-Newton? Geminga stebėjimas buvo ypač vaisingas“, - teigė Norbertas Schartelis, ESA projekto „XMM-Newton“ projekto mokslininkas. „Praėjusiais metais tai leido aptikti šaltinio uodegas, o dabar ji rado besisukančią vietą.“
Caraveo jau taiko šią naują techniką kitoms pulsuojančioms neutroninėms žvaigždėms, kurias stebėjo XMM-Newton ieškodamas karštų taškų. Šis tyrimas yra svarbi nauja priemonė neutroninių žvaigždžių fizikai suprasti.
Originalus šaltinis: ESA naujienų leidinys
