Λοιπόν, πώς παίρνετε τη θερμοκρασία ενός από τα πιο εξωτικά αντικείμενα στο Σύμπαν; Ένα αστέρι νετρονίων (~ 1,35 έως 2,1 ηλιακές μάζες, διαμέτρου μόνο 24 χιλιομέτρων) είναι το υπόλοιπο μιας σουπερνόβα μετά το θάνατο ενός μεγάλου αστεριού. Αν και δεν είναι αρκετά μαζικά γίνονται μια μαύρη τρύπα, τα αστέρια νετρονίων εξακολουθούν να συσσωρεύονται, τραβώντας αέριο από έναν δυαδικό συνεργάτη, που συχνά υποβάλλονται σε παρατεταμένες περιόδους φλεγμονής.
Ευτυχώς, μπορούμε να παρατηρήσουμε φωτοβολίδες ακτίνων Χ (χρησιμοποιώντας όργανα όπως Τσάντρα, αλλά δεν είναι η ίδια η φωτοβολίδα που μπορεί να αποκαλύψει τη θερμοκρασία ή τη δομή ενός άστρου νετρονίων.
Στο συνέδριο AAS την περασμένη εβδομάδα, λεπτομέρειες σχετικά με τα αποτελέσματα από μια εκστρατεία παρατήρησης ακτίνων Χ του MXB 1659-29, μια σχεδόν επίμονη παροδική πηγή ακτίνων Χ (δηλ. Ένα αστέρι νετρονίων που αναβοσβήνει για μεγάλες περιόδους), αποκάλυψε μερικές συναρπαστικές ιδέες για τη φυσική των αστεριών νετρονίων, δείχνοντας ότι καθώς ο φλοιός ενός αστεριού νετρονίων κρυώνει, αποκαλύπτεται η σύνθεση του φλοιού και μπορεί να μετρηθεί η θερμοκρασία αυτών των εξωτικών υπολειμμάτων σουπερνόβα…
Κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης, τα αστέρια νετρονίων δημιουργούν ακτίνες Χ. Αυτές οι πηγές ακτίνων Χ μπορούν να μετρηθούν και να παρακολουθηθεί η εξέλιξή τους. Στην περίπτωση του MXB 1659-29, ο Ed Cackett (Πανεπιστήμιο του Michigan) χρησιμοποίησε δεδομένα από τον Rossi Xing-ray Timing Explorer (RXTE) της NASA για να παρακολουθεί την ψύξη του φλοιού των αστεριών νετρονίων μετά από παρατεταμένη περίοδο έκρηξης ακτίνων Χ. Το MXB 1659-29 εξαπλώθηκε για 2,5 χρόνια έως ότου «απενεργοποιήθηκε» τον Σεπτέμβριο του 2001. Έκτοτε, η πηγή παρατηρήθηκε περιοδικά για τη μέτρηση της εκθετικής μείωσης των εκπομπών ακτίνων Χ.
Γιατί λοιπόν αυτό είναι σημαντικό; Μετά από μια μακρά περίοδο έκρηξης ακτίνων Χ, η κρούστα ενός άστρου νετρονίων θα θερμανθεί. Ωστόσο, πιστεύεται ότι ο πυρήνας του αστεριού νετρονίων θα παραμείνει συγκριτικά δροσερός. Όταν το αστέρι νετρονίων σταματά να αναβοσβήνει (καθώς αυξάνεται το αέριο, τροφοδοτεί τη φλόγα), η πηγή θέρμανσης του φλοιού χάνεται. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου «ησυχίας» (χωρίς φωτοβολίδα), η φθίνουσα ροή ακτίνων-Χ από την κρούστα αστεριών νετρονίων ψύξης αποκαλύπτει έναν τεράστιο πλούτο πληροφοριών σχετικά με τα χαρακτηριστικά του αστεριού νετρονίων.
Κατά τη διάρκεια της ηρεμίας, οι αστρονόμοι θα παρατηρήσουν τις ακτίνες Χ που εκπέμπονται από την επιφάνεια του αστεριού νετρονίων (σε αντίθεση με τις φωτοβολίδες), έτσι ώστε να μπορούν να γίνουν άμεσες μετρήσεις του αστεριού νετρονίων. Στην παρουσίασή του, ο Cackett εξέτασε τον τρόπο με τον οποίο η ροή ακτίνων Χ από το MXB 1659-29 μειώθηκε εκθετικά και στη συνέχεια ισοπεδώθηκε σε σταθερή ροή. Αυτό σημαίνει ότι ο φλοιός κρυώνει γρήγορα μετά το φλεγόμενο, φτάνοντας τελικά στη θερμική ισορροπία με τον πυρήνα του αστεριού νετρονίων. Επομένως, με τη χρήση αυτής της μεθόδου, μπορεί να συναχθεί η θερμοκρασία του πυρήνα του αστεριού νετρονίων.
Συμπεριλαμβανομένων των δεδομένων από ένα άλλο παροδικό ακτινογραφικό αστέρι νετρονίων KS 1731-260, οι ρυθμοί ψύξης που παρατηρήθηκαν κατά την έναρξη της αδράνειας υποδηλώνουν ότι αυτά τα αντικείμενα έχουν καλά διατεταγμένα πλέγματα κρούστας με πολύ λίγες ακαθαρσίες. Η ταχεία μείωση της θερμοκρασίας (από αναλαμπή σε ηρεμία) χρειάστηκε περίπου 1,5 χρόνια για να επιτευχθεί θερμική ισορροπία με τον πυρήνα του αστεριού νετρονίων. Περαιτέρω εργασίες θα πραγματοποιηθούν τώρα χρησιμοποιώντας δεδομένα Chandra, ώστε να μπορούν να αποκαλυφθούν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτά τα γρήγορα περιστρεφόμενα εξωτικά αντικείμενα.
Ξαφνικά, τα αστέρια νετρονίων έγιναν λίγο λιγότερο μυστηριώδη για μένα στην ομιλία των 10 λεπτών την περασμένη Τρίτη, μου αρέσουν τα συνέδρια…
Σχετικές δημοσιεύσεις:
- Οι παρατηρήσεις Chandra και Swift σχετικά με το ημι-ανθεκτικό παροδικό αστέρι νετρονίων EXO 0748-676 σε ηρεμία, Degenaar et αϊ., 2008
- Η ΚΑΡΥΔΙΑ ΨΥΞΗΣ ΤΟΥ ΝΑΥΤΡΟΝ ΣΤΟ MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
