Πιστωτική εικόνα: NASA
Επιστήμονες στο Καναδικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Αστροφυσικής (CITA) και της NASA έχουν καταγράψει άνευ προηγουμένου λεπτομέρειες για την περιστρεφόμενη ροή αερίου που αιωρείται μόλις λίγα μίλια από την επιφάνεια ενός άστρου νετρονίων, η οποία είναι μια σφαίρα μόλις περίπου δέκα μίλια.
Μια τεράστια και σπάνια έκρηξη στην επιφάνεια αυτού του άστρου νετρονίων - που ρίχνει περισσότερη ενέργεια σε τρεις ώρες από ό, τι κάνει ο Ήλιος σε 100 χρόνια - φωτίζει την περιοχή και επέτρεψε στους επιστήμονες να κατασκοπεύσουν τις λεπτομέρειες της περιοχής που δεν είχαν αποκαλυφθεί ποτέ πριν. Μπορούσαν να δουν λεπτομέρειες τόσο ωραίες όσο ο δακτύλιος του αερίου στροβιλίστηκε και να ρέει πάνω στο αστέρι νετρονίων καθώς αυτός ο δακτύλιος λυγίστηκε από την έκρηξη και στη συνέχεια ανέκτησε αργά την αρχική του μορφή μετά από περίπου 1.000 δευτερόλεπτα.
Όλα αυτά συνέβησαν 25.000 έτη φωτός από τη Γη, καταγράφηκαν δευτερόλεπτα σε μορφή κινηματογράφου μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φασματοσκοπία με τον Rossi Xing-ray Timing Explorer της NASA.
Ο Δρ David Ballantyne της CITA στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο και ο Δρ Tod Strohmayer του Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt, MD, παρουσιάζουν αυτό το αποτέλεσμα σε ένα επερχόμενο τεύχος του Astrophysical Journal Letters. Η παρατήρηση παρέχει νέα εικόνα για τη ροή του "δίσκου προσαύξησης" ενός αστέρα νετρονίων (και ίσως μιας μαύρης τρύπας), συνήθως πολύ λεπτό για να επιλυθεί ακόμη και με τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια.
«Είναι η πρώτη φορά που καταφέραμε να παρακολουθήσουμε τις εσωτερικές περιοχές ενός δίσκου προσαύξησης, σε αυτήν την περίπτωση κυριολεκτικά λίγα μίλια από την επιφάνεια του αστεριού νετρονίων, να αλλάξουμε τη δομή του σε πραγματικό χρόνο», δήλωσε ο Ballantyne. «Οι δίσκοι Accretion είναι γνωστό ότι ρέουν γύρω από πολλά αντικείμενα στο Σύμπαν, από τα νέα αστέρια έως τις γιγαντιαίες μαύρες τρύπες σε μακρινά κβάζαρ. Λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο ροής ενός τέτοιου δίσκου θα μπορούσε να συναχθεί μόνο μέχρι τώρα. "
Ένα αστέρι νετρονίων είναι τα πυκνά, πυρήνα υπολείμματα ενός εκρηγμένου αστεριού τουλάχιστον οκτώ φορές πιο ογκώδες από τον Ήλιο. Το αστέρι νετρονίων περιέχει μια μάζα αξίας ήλιου συσκευασμένη σε μια σφαίρα όχι μεγαλύτερη από το Τορόντο. Ένας δίσκος συσσώρευσης αναφέρεται στη ροή θερμού αερίου (πλάσματος) που περιστρέφεται γύρω από αστέρια νετρονίων και μαύρες τρύπες, που προσελκύονται από την έντονη βαρύτητα της περιοχής. Αυτό το αέριο τροφοδοτείται συχνά από ένα γειτονικό αστέρι.
Καθώς η ύλη καταρρέει πάνω στο αστέρι νετρονίων, δημιουργεί ένα στρώμα υλικού 10 έως 100 μέτρων που αποτελείται κυρίως από ήλιο. Η σύντηξη του ηλίου σε άνθρακα και άλλα βαρύτερα στοιχεία απελευθερώνει τεράστια ενέργεια και τροφοδοτεί μια ισχυρή έκρηξη ακτίνων Χ, πολύ πιο ενεργητική από το ορατό φως. (Η πυρηνική σύντηξη είναι η ίδια διαδικασία που τροφοδοτεί τον Ήλιο.) Τέτοιες εκρήξεις μπορεί να εμφανιστούν αρκετές φορές την ημέρα σε ένα αστέρι νετρονίων και διαρκούν περίπου 10 δευτερόλεπτα.
Αυτό που παρατήρησαν οι Ballantyne και Strohmayer σε αυτό το αστέρι νετρονίων, που ονομάστηκε 4U 1820-30, ήταν «superburst». Αυτές είναι πολύ πιο σπάνιες από τις συνηθισμένες εκρήξεις με ήλιο και απελευθερώνουν χίλιες φορές περισσότερη ενέργεια. Οι επιστήμονες λένε ότι αυτές οι εκρήξεις προκαλούνται από τη συσσώρευση πυρηνικής τέφρας με τη μορφή άνθρακα από τη σύντηξη ηλίου. Η τρέχουσα σκέψη δείχνει ότι χρειάζονται αρκετά χρόνια για να συσσωρευτεί η τέφρα άνθρακα σε τέτοιο βαθμό που αρχίζει να συντήκεται.
Το superburst ήταν τόσο φωτεινό και μακρύ που λειτούργησε σαν ένα φώτα της προβολής από την επιφάνεια του αστεριού νετρονίων και στην εσωτερική περιοχή του δίσκου αύξησης. Το φως των ακτίνων Χ από τα άτομα σιδήρου που εκρήγνυνται στο δίσκο συγκέντρωσης, μια διαδικασία που ονομάζεται φθορισμός. Ο Rossi Explorer κατέγραψε τη χαρακτηριστική υπογραφή του σιδήρου φθορισμού - δηλαδή, το φάσμα του. Αυτό, με τη σειρά του, παρείχε πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία, την ταχύτητα και την τοποθεσία του σιδήρου γύρω από το αστέρι νετρονίων.
«Ο Rossi Explorer μπορεί να πάρει μια καλή μέτρηση του φάσματος φθορισμού των ατόμων σιδήρου κάθε λίγα δευτερόλεπτα», δήλωσε ο Strohmayer. «Προσθέτοντας όλες αυτές τις πληροφορίες, παίρνουμε μια εικόνα για το πώς αυτός ο δίσκος αύξησης παραμορφώνεται από τη θερμοπυρηνική έκρηξη. Αυτή είναι η καλύτερη εμφάνιση που μπορούμε να ελπίζουμε να έχουμε, γιατί η ανάλυση που απαιτείται για να δούμε πραγματικά αυτή τη δράση ως εικόνα, αντί για φάσματα, θα ήταν ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από ό, τι προσφέρει το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. "
Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι τα αστέρια νετρονίων που εκρήγνυται χρησιμεύουν ως εργαστήριο για τη μελέτη των δίσκων προσαύξησης, οι οποίοι φαίνονται (αλλά με λιγότερη λεπτομέρεια) μέσα από το Σύμπαν γύρω από κοντινές αστρικές μαύρες τρύπες και εξαιρετικά μακρινούς γαλαξίες κβάζαρ. Οι αστρικές μαύρες τρύπες με δίσκους συσσώρευσης δεν προκαλούν εκρήξεις ακτίνων Χ.
Ο Rossi Explorer κυκλοφόρησε τον Δεκέμβριο του 1995 για να παρατηρήσει αντικείμενα που αλλάζουν γρήγορα, ενεργητικά και γρήγορα, όπως υπερμεγέθη μαύρες τρύπες, ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες, αστέρια νετρονίων και πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου.
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
