Πιστωτική εικόνα: ESA
Χρησιμοποιώντας τους διαστημικούς αστρονόμους του παρατηρητηρίου XMM-Newton X-Ray με την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος, πραγματοποιήθηκε η πρώτη άμεση μέτρηση του μαγνητικού πεδίου ενός άστρου νετρονίων. Ένα αστέρι νετρονίων είναι ένα πολύ πυκνό αντικείμενο με τη μάζα ενός μεγάλου αστεριού συσκευασμένο σε ακτίνα μόλις 20-30 χλμ. Και προβλεπόταν ότι είχαν πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία που δρούσαν σαν φρένο, επιβραδύνοντας την περιστροφή τους. Αλλά αφού παρατηρήθηκε ένα αστέρι νετρονίων που ονομάζεται 1E1207.4-5209 για πάνω από 72 ώρες με το XMM, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι ήταν 30 φορές πιο αδύναμο από ό, τι προβλέπουν. Αυτό που προκαλεί την επιβράδυνση αυτών των αντικειμένων είναι και πάλι ένα μυστήριο.
Χρησιμοποιώντας την ανώτερη ευαισθησία του παρατηρητηρίου ακτίνων Χ της ESA, XMM-Newton, μια ομάδα Ευρωπαίων αστρονόμων πραγματοποίησε την πρώτη άμεση μέτρηση του μαγνητικού πεδίου ενός άστρου νετρονίων.
Τα αποτελέσματα παρέχουν βαθιές γνώσεις για την ακραία φυσική των αστεριών νετρονίων και αποκαλύπτουν ένα νέο μυστήριο που δεν έχει ακόμη λυθεί για το τέλος της ζωής αυτού του αστεριού.
Ένα αστέρι νετρονίων είναι ένα πολύ πυκνό ουράνιο αντικείμενο που έχει συνήθως κάτι σαν τη μάζα του Ήλιου μας συσκευασμένο σε μια μικροσκοπική σφαίρα σε απόσταση μόλις 20-30 χιλιομέτρων. Είναι το προϊόν μιας αστρικής έκρηξης, γνωστή ως σουπερνόβα, στην οποία το μεγαλύτερο μέρος του αστεριού εκτοξεύεται στο διάστημα, αλλά η καταρρέουσα καρδιά του παραμένει με τη μορφή μιας υπερ-πυκνής, καυτής μπάλας νετρονίων που περιστρέφεται με απίστευτο ρυθμό.
Παρά το γεγονός ότι είναι γνωστή κατηγορία αντικειμένων, τα ίδια τα αστέρια νετρονίων παραμένουν μυστήρια. Τα αστέρια νετρονίων είναι εξαιρετικά καυτά όταν γεννιούνται, αλλά κρυώνουν πολύ γρήγορα. Επομένως, μόνο λίγα από αυτά εκπέμπουν πολύ ενεργητική ακτινοβολία, όπως ακτίνες Χ. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μελετώνται παραδοσιακά μέσω των ραδιοεκπομπών τους, οι οποίες είναι λιγότερο ενεργητικές από τις ακτίνες Χ και οι οποίες συνήθως εμφανίζονται παλμούς. Επομένως, τα λίγα αστέρια νετρονίων που είναι αρκετά καυτά για να εκπέμπουν ακτίνες Χ μπορούν να φανούν από τηλεσκόπια ακτίνων Χ, όπως το XMM-Newton του ESA.
Ένα τέτοιο αστέρι νετρονίων είναι το 1E1207.4-5209. Χρησιμοποιώντας τη μεγαλύτερη παρατήρηση XMM-Newton μιας γαλαξιακής πηγής (72 ώρες), ο καθηγητής Giovanni Bignami του Center d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) και η ομάδα του έχουν μετρήσει άμεσα τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου. Αυτό το καθιστά το πρώτο απομονωμένο αστέρι νετρονίων όπου αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί.
Όλες οι προηγούμενες τιμές μαγνητικών πεδίων αστεριών νετρονίων μπορούσαν να εκτιμηθούν μόνο έμμεσα. Αυτό γίνεται με θεωρητικές παραδοχές που βασίζονται σε μοντέλα που περιγράφουν τη βαρυτική κατάρρευση τεράστιων αστεριών, όπως εκείνα που οδηγούν στο σχηματισμό άστρων νετρονίων. Μια δεύτερη έμμεση μέθοδος είναι να εκτιμηθεί το μαγνητικό πεδίο μελετώντας πώς επιβραδύνεται η περιστροφή του άστρου νετρονίων, χρησιμοποιώντας δεδομένα ραδιοαστρονομίας.
Στην περίπτωση του 1E1207.4-5209, αυτή η άμεση μέτρηση με χρήση του XMM-Newton αποκαλύπτει ότι το μαγνητικό πεδίο του άστρου νετρονίων είναι 30 φορές ασθενέστερο από τις προβλέψεις που βασίζονται στις έμμεσες μεθόδους.
Πώς μπορεί να εξηγηθεί αυτό; Οι αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν τον ρυθμό επιβράδυνσης των αστεριών νετρονίων. Πάντα πίστευαν ότι η «τριβή» μεταξύ του μαγνητικού πεδίου και του περιβάλλοντος χώρου ήταν η αιτία. Σε αυτήν την περίπτωση, το μόνο συμπέρασμα είναι ότι κάτι άλλο τραβάει το αστέρι νετρονίων, αλλά τι; Μπορούμε να υποθέσουμε ότι μπορεί να είναι ένας μικρός δίσκος από συντρίμμια σουπερνόβα που περιβάλλουν το αστέρι νετρονίων, δημιουργώντας έναν επιπλέον παράγοντα έλξης.
Το αποτέλεσμα εγείρει το ερώτημα αν το 1E1207.4-5209 είναι μοναδικό μεταξύ των αστεριών νετρονίων ή είναι το πρώτο του είδους του. Οι αστρονόμοι ελπίζουν να στοχεύσουν άλλα αστέρια νετρονίων με το XMM-Newton για να το μάθουν.
Σημείωση για τους συντάκτες
Οι ακτίνες Χ που εκπέμπονται από ένα αστέρι νετρονίων όπως το 1E1207.4-5209, πρέπει να περάσουν από το μαγνητικό πεδίο του αστεριού νετρονίων πριν διαφύγουν στο διάστημα. Κατά τη διαδρομή, τα σωματίδια στο μαγνητικό πεδίο του αστεριού μπορούν να κλέψουν μερικές από τις εξερχόμενες ακτίνες Χ, μεταδίδοντας στα σημάδια του φάσματος τους, γνωστά ως «γραμμές απορρόφησης συντονισμού κυκλοτρόνων». Αυτό το δακτυλικό αποτύπωμα επέτρεψε στον καθηγητή Bignami και την ομάδα του να μετρήσουν τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου του αστεριού νετρονίων.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
