Космичке зраке - честице које су убрзане до скоро брзине светлости, непрекидно истјечу са нашег Сунца, иако су позитивно троме у поређењу са оним што називамо Ултра-Хигх-Енерги Цосмиц Раис (УХЕЦР). Ове врсте космичких зрака потичу из извора изван Сунчевог система и много су енергичније од оних са нашег Сунца, мада су и много ређе. Спајање белог патуљка и неутронске звезде или црне рупе може бити један од извора тих зрака, а таква спајања могу се догодити довољно често да буду најзначајнији извор ових енергетских честица.
Слоан Вхите двАрф радијални подаци о брзини рударства (СВАРМС) - који је део Слоан Дигитал Ски Сурвеи - недавно је открио бинарни систем егзотичних објеката удаљен само 50 парсекса од Сунчевог система. Овај систем, назван СДСС 1257 + 5428, чини се да је бела патуљаста звезда која орбитира око неутронске звезде или црне рупе мале масе. Детаљи о систему и његовом почетном открићу могу се наћи у раду Царлес Баденес, ет ал. овде.
Коаутор Тодд Тхомпсон, доцент на катедри за астрономију на Државном универзитету Охајо, тврди у недавном писму Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс да ова врста система и касније спајање ових егзотичних остатака звезда могу бити уобичајени и могу да објасне количину УХЕЦР-а који се тренутно посматрају. Спајање белог патуљка и неутронске звезде или црне рупе такође може створити црну рупу мале масе, такозвану "бебину" црну рупу.
Тхомпсон је у интервјуу за е-пошту написао:
„Сматра се да су бинарни патуљци / неутронске звезде или црне рупе прилично ријетки, мада у литератури постоји огроман распон у броју галаксија сличних Млечном путу. СВАРМС је био први који је открио такав систем техником „радијалне брзине“, а први је пронашао такав објекат у близини, удаљен само 50 парсекса (око 170 светлосних година). Из тог разлога, то је било врло изненађујуће, а његова релативна близина омогућила нам је аргумент да ови системи морају бити прилично уобичајени у поређењу с већином претходних очекивања. СВАРМС би морао имати велику срећу да у близини види нешто тако ретко. "
Тхомпсон и др. тврде да је ова врста спајања можда најзначајнији извор УХЕЦР-а у галаксији Млечни пут, и да би се неко требало спојити у галаксији на сваких 2.000 година. Ове врсте спајања могу бити мало ређе од супернова типа Иа, које потичу из бинарних система белих патуљака.
Бели патуљак који се стапа са неутронском звездом такође би створио црну рупу мале масе која је око 3 пута већа од масе Сунца. Тхомпсон је рекао, „У ствари, овај сценарио је вероватан јер мислимо да неутронске звезде не могу постојати изнад 2-3 пута веће од Сунца. Идеја је да се ВД поремети и нагне на неутронску звезду, а затим би се неутронска звезда срушила у црну рупу. У овом случају могли бисмо видјети сигнал формирања БиХ у гравитацијским таласима. "
Гравитациони таласи произведени таквим спајањем били би изнад распона детектирања Ласер Интерферометер гравитационо-таласном опсерваторијум (ЛИГО), инструмент који користи ласере за детекцију гравитационих таласа (од којих ниједан још није откривен ...), па чак и евентуално размакнута основна гравитациона опсерваторија, НАСА-ина свемирска антена за интерферометар, ЛИСА.
Уобичајене космичке зраке које долазе од нашег Сунца имају енергију у скали од 10 ^ 7 до 10 ^ 10 електрона-волта. Ултра-енергетске космичке зраке су ретка појава, али прелазе 10 ^ 20 електро-волти. Како системи попут СДСС 1257 + 5428 производе космичке зраке тако високе енергије? Тхомпсон је објаснио да постоје две једнако фасцинантне могућности.
У првом, формирање црне рупе и накнадни диск за избацивање из спајања створили би млаз помало налик оном који се види у центру галаксија, сигнални знак квазара. Иако би ови млазови били много, много мањи, ударни таласи на предњем делу млаза убрзавали би честице до потребне енергије за стварање УХЕЦР-а, рекао је Тхомпсон.
У другом сценарију, неутронска звезда краде материју белог патуљка и овај раст се брзо окреће. Магнетни напони који настају на површини неутронске звезде, или „магнетара“, били би у стању да убрзају све честице које делују са интензивним магнетним пољем до ултра високих енергија.
Стварање ових ултра-високо-енергетских космичких зрака од стране таквих система је високо теоријско, а колико су оне уобичајене у нашој галаксији, само је процена. Нејасно је тако брзо након открића СДСС 1257 + 5428 да ли је пратећи објекат белог патуљка црна рупа или неутронска звезда. Али чињеница да је СВАРМС такво откриће направио тако рано у анкети охрабрује за откривање додатних егзотичних бинарних система.
„Није вероватно да ће СВАРМС видети 10 или 100 више таквих система. Да је тако, стопа таквих спајања била би (неупадљиво) висока. То је рекло, изненадили смо се већ много пута. Међутим, с обзиром на укупну површину анкетираног неба, ако је наша процена стопе таквих спајања тачна, СВАРМС би требао да види само још око један такав систем, а они можда неће видети ниједан. Слично истраживање на јужном небу (тренутно не постоји ништа што би се могло упоредити са Слоан Дигитал Ски Сурвеи, на коме је заснован СВАРМС) требало би да створи отприлике 1 такав систем “, рекао је Тхомпсон.
Запажања СДСС 1257 + 5428 већ су извршена коришћењем Свифт-ове рентгенске опсерваторије, а нека мерења су извршена у радио спектру. Није пронађен никакав извор гама зрака на локацији система помоћу Ферми телескопа.
Тхомпсон је рекао, „Вероватно је најважније наредно запажање система да се паралелним путем постиже истинска удаљеност. Тренутно се удаљеност заснива на својствима опаженог бијелог патуљака. У принципу,
требало би бити релативно лако гледати систем током наредне године и добити паралаксну удаљеност, што ће ублажити многе несигурности око физичких својстава белог патуљка. "
Извор: Аркив, е-маил интервју са Тоддом Тхомпсоном
