Пулсар РКС Ј0720.4-3125 снимио КСММ-Невтон. Кликните за увећање
ЕСА-ов орбитирајући рендгенски телескоп, свемирска опсерваторија КСММ-Невтон, пронашао је неутронску звезду која је ван контроле. Укупна температура објекта се не мења, већ се само гуши и полако приказује различита подручја посматрачима овде на Земљи - попут вртања. Ова запажања ће помоћи астрономима да разумеју неке унутрашње процесе који управљају оваквим објектима.
Користећи податке ЕСА-иног КСММ-Невтон-овог опсерваторијума, међународна група астрофизичара открила је да једна окретна неутронска звезда не изгледа као стабилни ротаторни научници. Ова рендгенска запажања обећавају нови увид у топлотну еволуцију и коначно унутрашњу структуру неутронских звезда.
Спинтајуће неутронске звезде, такође познате као пулсари, углавном су познате као високо стабилни ротатора. Захваљујући својим периодичним сигналима, који се емитују или у радију, или у таласној дужини рендгенских зрака, могу служити као врло тачни астрономски „сатови“.
Научници су открили да је током четири и по године температура једног загонетног објекта, названог РКС Ј0720.4-3125, стално расла. Међутим, врло недавна запажања показала су да се овај тренд преокренуо, а температура се сада смањује.
Према научницима, овај ефекат није последица стварне разлике у температури, већ уместо променљиве геометрије гледања. РКС Ј0720.4-3125 је највероватније 'прерадјивање', то јест, полако се гуши и због тога с временом излаже посматрачима различите површине површине.
Неутронске звезде једна су од крајњих тачака еволуције звезда. Са масом која је упоредива са оном нашег Сунца која је затворена у сферу пречника 20-40 км, њихова густина је чак нешто већа од масе атомског језгра - милијарду тона по кубном центиметру. Убрзо након њиховог рођења у експлозији супернове њихова температура је отприлике 1 000 000 степени целзијуса, а већина термичке емисије пада у рендгенском појасу електромагнетног спектра. Младе изоловане неутронске звезде полако се хладе и треба проћи милион година пре него што постану превише хладне да би биле приметне на рендгену.
Познато је да неутралне звезде поседују веома јака магнетна поља, обично неколико билиона пута јача од Земље. Магнетно поље може бити толико снажно да утиче на пренос топлоте из звјездане унутрашњости кроз коре што доводи до врућих тачака око магнетних полова на површини звијезде.
Управо емисија из ових топлијих поларних капа доминира у рендгенском спектру. Познато је само неколико изолованих неутронских звезда из којих можемо директно посматрати топлотну емисију са површине звезде. Један од њих је РКС Ј0720.4-3125, који се окреће у периоду од око осам и по секунди. "С обзиром на дугу временску скалу хлађења, стога је било крајње неочекивано да се његов рендгенски спектар мења током неколико година", рекао је Франк Хаберл из Института за изванземаљску физику Мак-Планцк из Гарцхинга (Немачка), који је водио истраживање група.
„Мало је вероватно да се глобална температура неутронске звезде тако брзо промени. Радије видимо различита подручја звездане површине у различито време. То се такође примећује током периода ротације неутронске звезде када се вреле тачке крећу према и са наше видне линије, па се њихов допринос укупној емисији мења “, наставио је Хаберл.
Сличан ефекат на много дужој временској скали може се приметити када неутронска звезда прецесира (слично вртоглавом врху). У том се случају сама оси ротације креће око конуса што доводи до спорог мијењања геометрије гледања током година. Слободна прецесија може бити изазвана лаганом деформацијом звезде из савршене сфере која може имати своје порекло у веома јаком магнетном пољу.
Током првог КСММ-Невтоновог посматрања РКС Ј0720.4-3125 у мају 2000. године, посматрана температура је била минимална и хладнија, већа тачка је била углавном видљива. С друге стране, четири године касније (мај 2004.), прецесија је довела у обзир углавном друго, топлије и мање место, које је приметило пораст температуре. Ово вероватно објашњава уочене разлике у температури и областима које емитују, као и њихову анти-корелацију.
У свом раду Хаберл и његове колеге развили су модел за РКС Ј0720.4-3125 који може објаснити многе карактеристике које су до сада биле изазов објаснити. У овом моделу, дугорочна промена температуре произведена је из различитих фракција две вруће поларне капице које улазе у обзир када звезда претходе у периоду од око седам до осам година.
Да би такав модел функционисао, две поларне регије које емитују морају имати различите температуре и величине, као што је недавно предложено у случају другог члана исте класе изолованих неутронских звезда.
Према тиму, РКС Ј0720.4-3125 је вероватно најбољи случај да се проучи прецесија неутронске звезде путем њене рендгенске емисије директно видљиве са звездане површине. Рецесија може бити моћан алат за испитивање унутрашњости неутронске звезде и сазнање о стању материје у условима које не можемо произвести у лабораторији.
Планирана су додатна КСММ-Невтонова запажања ради даљег праћења овог интригантног објекта. "Настављамо теоријско моделирање од којег се надамо да ћемо сазнати више о топлотној еволуцији, геометрији магнетног поља ове посебне звезде и унутрашњој структури неутронских звезда уопште", закључио је Хаберл.
Изворни извор: ЕСА Портал
