Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το παρατηρητήριο ακτίνων Χ της ESA XMM-Newton εντόπισαν ένα μικρό, φωτεινό, καυτό σημείο; στην επιφάνεια του αστεριού νετρονίων που ονομάζεται Geminga, 500 έτη φωτός μακριά. Το hot spot είναι το μέγεθος ενός γηπέδου ποδοσφαίρου και προκαλείται από τον ίδιο μηχανισμό που παράγει ουρές ακτίνων Χ Geminga. Αυτή η ανακάλυψη εντοπίζει τον ελλείποντα σύνδεσμο μεταξύ της ακτινογραφίας και της εκπομπής ακτίνων γάμμα από τα Geminga.
Τα αστέρια νετρονίων είναι το μικρότερο είδος γνωστών αστεριών. Είναι τα εξαιρετικά πυκνά υπολείμματα τεράστιων αστεριών που πέθαναν σε κατακλυσμικές εκρήξεις που ονομάζονται σουπερνόβα. Έχουν πεταχτεί μέσα από το χώρο, όπως κανόνια μπάλες και έχουν περιστραφεί με έντονο ρυθμό, με μαγνητικά πεδία εκατοντάδες δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερα από τη Γη.
Στην περίπτωση των Geminga, αυτό το κανόνι περιέχει μιάμιση φορά τη μάζα του Ήλιου, συμπιέζεται σε μια σφαίρα μόλις 20 χιλιόμετρα και περιστρέφεται τέσσερις φορές κάθε δευτερόλεπτο.
Ένα σύννεφο γεμάτο με ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια περιβάλλει τα Geminga. Αυτά τα σωματίδια βοσκοποιούνται από τα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία του. Το παρατηρητήριο XMM-Newton της ESA είχε ήδη ανακαλύψει ότι μερικά από αυτά τα σωματίδια εκτοξεύονται στο διάστημα, σχηματίζοντας ουρές που ρέουν πίσω από το αστέρι νετρονίων καθώς εκτοξεύεται.
Οι επιστήμονες δεν ήξεραν αν οι ουρές Geminga σχηματίζονται από ηλεκτρόνια ή από τα δίδυμα σωματίδια τους με αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο, που ονομάζονται ποζιτρόνια. Παρ 'όλα αυτά, περίμενα ότι, αν για παράδειγμα τα ηλεκτρόνια κλωτσούν στο διάστημα, τότε τα ποζιτρόνια πρέπει να διοχετεύονται προς το ίδιο το αστέρι νετρονίων, όπως σε έναν «ίδιο στόχο». Όπου αυτά τα σωματίδια χτυπούν την επιφάνεια του αστεριού, θα πρέπει να δημιουργήσουν ένα καυτό σημείο, μια περιοχή πολύ πιο ζεστή από το περιβάλλον.
Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής την Patrizia Caraveo, IASF-CNR, Ιταλία, έχει αναφέρει τώρα τον εντοπισμό ενός τόσο καυτού σημείου στο Geminga χρησιμοποιώντας το παρατηρητήριο XMM-Newton της ESA.
Με θερμοκρασία περίπου δύο εκατομμυρίων βαθμών, αυτό το θερμό σημείο είναι πολύ πιο ζεστό από το μισό εκατομμύριο βαθμούς της γύρω επιφάνειας. Σύμφωνα με αυτό το νέο έργο, το ζεστό σημείο του Geminga βρίσκεται σε ακτίνα μόλις 60 μέτρων.
"Αυτό το hot spot είναι το μέγεθος ενός γηπέδου ποδοσφαίρου", δήλωσε ο Caraveo, "και είναι το μικρότερο αντικείμενο που έχει εντοπιστεί ποτέ έξω από το ηλιακό μας σύστημα." Οι λεπτομέρειες αυτού του μεγέθους μπορούν προς το παρόν να μετρηθούν μόνο στη Σελήνη και τον Άρη και, ακόμη και τότε, μόνο από ένα διαστημικό σκάφος σε τροχιά γύρω από αυτά.
Υποψιάστηκε η παρουσία ενός καυτού σημείου στα τέλη της δεκαετίας του 1990, αλλά μόνο τώρα μπορούμε να το δούμε «ζωντανά», εκπέμποντας ακτίνες Χ καθώς η Geminga περιστρέφεται, χάρη στην ανώτερη ευαισθησία του παρατηρητηρίου ακτίνων Χ του ESA, XMM-Newton.
Η ομάδα χρησιμοποίησε τις ευρωπαϊκές φωτογραφικές μηχανές απεικόνισης φωτονίων (EPIC) για να πραγματοποιήσει μια μελέτη του Geminga, διάρκειας περίπου 28 διαδοχικών ωρών και καταγράφοντας τον χρόνο άφιξης και την ενέργεια κάθε φωτονίου ακτίνων Χ που η Geminga εκπέμπει στο χέρι του XMM-Newton.
«Συνολικά, αυτό ανερχόταν σε 76 850 μετρήσεις ακτίνων Χ; διπλάσιο από ό, τι έχουν συλλεχθεί από όλες τις προηγούμενες παρατηρήσεις του Geminga, από την εποχή της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας », δήλωσε ο Caraveo.
Η γνώση του ρυθμού περιστροφής των Geminga και του χρόνου άφιξης κάθε φωτονίου σήμαινε ότι οι αστρονόμοι μπορούσαν να προσδιορίσουν ποια φωτόνια προέρχονταν από κάθε περιοχή του άστρου νετρονίων καθώς περιστρέφεται.
Όταν συνέκριναν τα φωτόνια που προέρχονταν από διαφορετικές περιοχές του αστεριού, διαπίστωσαν ότι το χρώμα; των ακτίνων Χ, που αντιστοιχεί στην ενέργειά τους, άλλαξε καθώς περιστράφηκε η Geminga. Συγκεκριμένα, μπορούσαν να δουν ξεκάθαρα μια διαφορετική αλλαγή χρώματος όταν εμφανίστηκε το καυτό σημείο και μετά εξαφανίστηκαν πίσω από το αστέρι.
Αυτή η έρευνα κλείνει το χάσμα μεταξύ της ακτινογραφίας και της εκπομπής ακτίνων γάμμα από αστέρια νετρονίων. Το XMM-Newton έχει δείξει ότι και οι δύο μπορούν να προέρχονται από τον ίδιο φυσικό μηχανισμό, δηλαδή την επιτάχυνση των φορτισμένων σωματιδίων στη μαγνητόσφαιρα αυτών των εκφυλισμένων αστεριών.
«Η παρατήρηση της Geminga του XMM-Newton ήταν ιδιαίτερα καρποφόρα», δήλωσε ο Norbert Schartel, Επιστήμονας του ESA για το XMM-Newton. «Πέρυσι, απέδωσε την ανακάλυψη των ουρών πηγής και τώρα βρήκε το περιστρεφόμενο καυτό σημείο».
Η Caraveo εφαρμόζει ήδη αυτήν τη νέα τεχνική σε άλλα παλλόμενα αστέρια νετρονίων που παρατηρείται από τον XMM-Newton αναζητώντας καυτά σημεία. Αυτή η έρευνα αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό νέο εργαλείο για την κατανόηση της φυσικής των αστεριών νετρονίων.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
