Η αντίληψη του καλλιτέχνη για τη φωτοβολίδα ακτίνων γάμμα επεκτείνεται από SGR 1806-20. Πιστωτική εικόνα: NASA. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Μια τεράστια έκρηξη σε ένα αστέρι νετρονίων στα μισά του γαλαξία του Γαλαξία, η μεγαλύτερη τέτοια έκρηξη που έχει καταγραφεί ποτέ στο σύμπαν, θα πρέπει να επιτρέψει στους αστρονόμους για πρώτη φορά να διερευνήσουν το εσωτερικό αυτών των μυστηριωδών αστρικών αντικειμένων.
Μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών, που συνδυάζει δεδομένα από έναν δορυφόρο ακτίνων Χ της NASA, τον Rossi Xing-ray Timing Explorer, αναφέρει στο τεύχος της 20ης Ιουλίου του Astrophysical Journal Letters ότι η έκρηξη παρήγαγε δονήσεις μέσα στο αστέρι, όπως ένα κουδούνι, προκάλεσε γρήγορες διακυμάνσεις στην ακτινογραφία ακτινοβολίας που εκπέμπει στο διάστημα. Αυτοί οι παλμοί ακτίνων Χ, που εκπέμπονται κατά τη διάρκεια κάθε περιστροφής επτά δευτερολέπτων από το αστέρι ταχείας περιστροφής, περιείχαν τους κραδασμούς συχνότητας των μαζικών σεισμών του αστεριού νετρονίων.
Καθώς οι γεωλόγοι διερευνούν το εσωτερικό της Γης από σεισμικά κύματα που παράγονται από σεισμούς και οι ηλιακοί αστρονόμοι μελετούν τον ήλιο χρησιμοποιώντας κύματα σοκ που ταξιδεύουν μέσω του ήλιου, οι διακυμάνσεις των ακτίνων Χ που ανακαλύφθηκαν από αυτήν την έκρηξη θα πρέπει να παρέχουν κρίσιμες πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική δομή των αστεριών νετρονίων.
«Αυτή η έκρηξη ήταν παρόμοια με το χτύπημα του αστεριού νετρονίων με ένα γιγαντιαίο σφυρί, με αποτέλεσμα να χτυπήσει σαν κουδούνι»; είπε ο Richard Rothschild, αστροφυσικός στο Κέντρο Αστροφυσικής και Επιστημών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και ένας από τους συγγραφείς της έκθεσης του περιοδικού. «Τώρα το ερώτημα είναι, τι σημαίνει η συχνότητα των ταλαντώσεων του άστρου νετρονίων; ο τόνος που παράγεται από το κουδούνισμα;
Σημαίνει ότι τα αστέρια νετρονίων είναι απλώς μια δέσμη νετρονίων συσκευασμένα μαζί; Ή μήπως τα αστέρια νετρονίων έχουν εξωτικά σωματίδια, όπως τα κουάρκ, στα κέντρα τους, όπως πιστεύουν πολλοί επιστήμονες; Και πώς επιπλέει ο φλοιός ενός αστεριού νετρονίων πάνω από τον υπερρευστό πυρήνα του; Αυτή είναι μια σπάνια ευκαιρία για τους αστροφυσικούς να μελετήσουν το εσωτερικό ενός άστρου νετρονίων, γιατί τελικά έχουμε ορισμένα δεδομένα που μπορούν να μασήσουν οι θεωρητικοί. Ας ελπίσουμε ότι θα μπορέσουν να μας πουν τι σημαίνει αυτό .;
Οι μεγαλύτεροι σεισμοί αστέρι έσπασαν το αστέρι νετρονίων με απίστευτη ταχύτητα, δονώντας το αστέρι με 94,5 κύκλους ανά δευτερόλεπτο. Αυτό είναι κοντά στη συχνότητα του 22ου πλήκτρου ενός πιάνου, F αιχμηρό ,; είπε ο Tomaso Belloni, ιταλό μέλος της ομάδας που μέτρησε τα σήματα.
Η διεθνής ομάδα με επικεφαλής τους GianLuca Israel, Luigi Stella και Belloni του Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής της Ιταλίας ανακάλυψε τις ταλαντώσεις από δεδομένα που ανακτά δύο ημέρες μετά τα Χριστούγεννα από τον Rossi X-Ray Timing Explorer, έναν δορυφόρο που σχεδιάστηκε για να μελετήσει το κυμαινόμενο X - εκπομπές ακτίνων από αστρικές πηγές. Οι περίεργες ταλαντώσεις που βρήκαν οι ερευνητές ξεκίνησαν τρία λεπτά μετά από μια τιτανική έκρηξη σε ένα αστέρι νετρονίων που, για ένα δέκατο του δευτερολέπτου, απελευθέρωσε περισσότερη ενέργεια από ό, τι εκπέμπει ο ήλιος σε 150.000 χρόνια. Οι ταλαντώσεις έπειτα σταδιακά υποχώρησαν μετά από περίπου 10 λεπτά.
Τα αστέρια νετρονίων είναι οι πυκνοί, ταχέως περιστρεφόμενοι πυρήνες της ύλης που προκύπτουν από τη συντριπτική κατάρρευση ενός άστρου που έχει εξαντλήσει όλο το πυρηνικό του καύσιμο και εξερράγη σε ένα κατακλυσμικό γεγονός γνωστό ως σουπερνόβα. Η κατάρρευση συνθλίβει τόσο που τα ηλεκτρόνια ωθούνται στον ατομικό πυρήνα και συνδυάζονται με πρωτόνια για να γίνουν νετρόνια. Η προκύπτουσα σφαίρα νετρονίων είναι τόσο πυκνή - συσκευάζοντας τη μάζα του ήλιου σε μια σφαίρα διαμέτρου μόλις 10 μιλίων; που μια κουταλιά της ύλης του θα ζύγιζε δισεκατομμύρια τόνους στη Γη.
Τα περισσότερα από τα εκατομμύρια αστέρια νετρονίων στον Γαλαξία μας παράγουν μαγνητικά πεδία που είναι τρισεκατομμύρια φορές ισχυρότερα από αυτά της Γης. Όμως, οι αστροφυσικοί ανακάλυψαν λιγότερα από δώδεκα εξαιρετικά υψηλά μαγνητικά αστέρια νετρονίων, που ονομάζονται "magnetars", με μαγνητικά πεδία χίλιες φορές μεγαλύτερη; αρκετά ισχυρή για να απομακρύνει πληροφορίες από μια πιστωτική κάρτα σε απόσταση στα μισά του φεγγαριού.
Αυτά τα έντονα μαγνητικά πεδία είναι αρκετά ισχυρά, μερικές φορές λυγίζουν το φλοιό των αστεριών νετρονίων, προκαλώντας «σεισμούς αστεριών»; που έχουν ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση ακτίνων γάμμα, μια πιο ενεργητική μορφή ακτινοβολίας από τις ακτίνες Χ. Τέσσερα από αυτά τα μαγνητάρια είναι γνωστό ότι κάνουν ακριβώς αυτό και ονομάζονται «μαλακοί επαναλήπτες γάμμα»; ή SGRS, από αστροφυσικούς, επειδή αναβοσβήνουν τυχαία και απελευθερώνουν μια σειρά σύντομων εκρήξεων ακτίνων γάμμα.
SGR 1806-20, ο επίσημος χαρακτηρισμός του αστεριού νετρονίων που εξερράγη και έστειλε τις ακτίνες Χ να πλημμυρίζουν μέσω του γαλαξία στις 27 Δεκεμβρίου 2004 - παράγοντας ένα φλας πιο φωτεινό από οτιδήποτε ανιχνεύτηκε ποτέ πέρα από το ηλιακό σύστημα; είναι ένας από αυτούς. Το φλας ήταν τόσο φωτεινό που τυφλώνει όλους τους δορυφόρους ακτίνων Χ στο διάστημα για μια στιγμή και φωτίζει την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης.
Οι αστροφυσικοί υποπτεύονται ότι η έκρηξη ακτινοβολίας γάμμα και ακτίνων Χ από αυτήν την ασυνήθιστα μεγάλη έκρηξη θα μπορούσε να προέλθει από ένα πολύ στριμμένο μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει το αστέρι νετρονίων που ξαφνικά έσπασε, δημιουργώντας έναν τιτανικό σεισμό στο αστέρι νετρονίων.
«Το σενάριο ήταν πιθανώς ανάλογο με μια στριμμένη λαστιχένια ταινία που τελικά έσπασε και στη διαδικασία απελευθέρωσε μια τεράστια ποσότητα ενέργειας»; είπε ο Ρότσιλντ. «Με αυτήν την απελευθέρωση ενέργειας, το μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει το μαγνητάριο ήταν πιθανώς ικανό να χαλαρώσει σε μια πιο σταθερή διαμόρφωση.»
Το φλας της ενέργειας στις 27 Δεκεμβρίου ανιχνεύθηκε από πολλούς άλλους δορυφόρους της NASA και της Ευρώπης και ηχογραφήθηκε από ραδιοτηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο. Έχει ήδη αποτελέσει αντικείμενο πολλών επιστημονικών εργασιών που δημοσιεύθηκαν τους τελευταίους μήνες.
"Η ξαφνική και εκπληκτική εμφάνιση αυτής της γιγαντιαίας φλόγας, η οποία θα μας βοηθήσει να μάθουμε περισσότερα για τη φύση των μαγνητών και την εσωτερική σύνθεση των αστεριών νετρονίων," είπε ο Rothschild, «υπογραμμίζει τη σημασία της ύπαρξης δορυφόρων και τηλεσκοπίων με την ικανότητα καταγραφής ασυνήθιστων και απρόβλεπτων φαινομένων στο σύμπαν.»
Άλλα μέλη της διεθνούς ομάδας ήταν οι Pier Giorgio Casella, Simone Dall; Osso και Massimo Persic του Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής της Ιταλίας. Yoel Rephaeli του UCSD και του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ. Duane Gruber, πρώην UCSD και τώρα στην Eureka Scientific Corporation στο Όκλαντ της Καλιφόρνια. και η Nanda Rea του Εθνικού Ινστιτούτου Διαστημικής Έρευνας στις Κάτω Χώρες.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων UCSD
Ακολουθεί ένας σύνδεσμος για τα μεγαλύτερα αστέρια του Σύμπαντος.
