Astronomii care folosesc observatorul de raze X al ESA XMM-Newton au detectat un punct mic și luminos? pe suprafața stelei cu neutroni numită Geminga, aflată la 500 de ani lumină. Punctul fierbinte este de dimensiunea unui teren de fotbal și este cauzat de același mecanism care produce cozi de raze X ale Geminga. Această descoperire identifică legătura lipsă dintre radiațiile X și emisiile de raze gamma de la Geminga.
Stelele neutronice sunt cel mai mic fel de stele cunoscute. Ele sunt rămășițele super-dense ale stelelor masive care au murit în explozii cataclismice numite supernove. Au fost aruncate prin spațiu ca niște bile de tun și s-au fixat învârtindu-se într-un ritm furios, cu câmpuri magnetice de sute de miliarde de ori mai puternice decât cele ale Pământului.
În cazul Geminga, această minge de tun conține o dată și jumătate de masă a Soarelui, strecurată într-o sferă de doar 20 de kilometri și care se învârte de patru ori pe secundă.
Geminga înconjoară un nor cu particule încărcate electric. Aceste particule sunt păstrate de câmpurile sale magnetice și electrice. Observatorul XMM-Newton de la ESA a descoperit deja că unele dintre aceste particule sunt expulzate în spațiu, formând cozi care curg în spatele stelei de neutroni în timp ce se lovește de-a lungul.
Oamenii de știință nu au știut dacă cozile Geminga sunt formate din electroni sau din particulele lor gemene cu o sarcină electrică opusă, numită positroni. Cu toate acestea, ei se așteptau că, dacă, de exemplu, electronii sunt aruncați în spațiu, atunci pozitronii ar trebui să fie pânați în jos spre steaua de neutroni, ca într-un obiectiv propriu ?. În cazul în care aceste particule lovesc suprafața stelei, ar trebui să creeze un punct fierbinte, o regiune mult mai fierbinte decât mediul înconjurător.
O echipă internațională de astronomi, condusă de Patrizia Caraveo, IASF-CNR, Italia, a raportat acum detectarea unui astfel de punct fierbinte pe Geminga folosind observatorul XMM-Newton al ESA.
Cu o temperatură de aproximativ două milioane de grade, acest punct fierbinte este considerabil mai fierbinte decât jumătatea de milion de grade a suprafeței înconjurătoare. Conform acestei noi lucrări, punctul fierbinte al lui Geminga are doar 60 de metri în rază.
„Acest punct fierbinte are dimensiunea unui teren de fotbal”, a spus Caraveo, „și este cel mai mic obiect detectat vreodată în afara sistemului nostru solar.” Detaliile de această dimensiune pot fi măsurate în prezent doar pe Lună și Marte și, chiar și atunci, numai de pe o navă spațială aflată pe orbită în jurul lor.
Prezența unui punct fierbinte a fost suspectată la sfârșitul anilor 1990, dar abia acum o putem vedea „în direct”, care emite raze X în timp ce Geminga se rotește, datorită sensibilității superioare a observatorului de raze X al ESA, XMM-Newton.
Echipa a folosit camerele de imagini europene cu fotoni (EPIC) pentru a efectua un studiu despre Geminga, care durează aproximativ 28 de ore consecutive și înregistrează timpul de sosire și energia fiecărui foton cu raze X pe care Geminga le-a emis în cadrul capturii XMM-Newton.
„În total, s-au ridicat la 76 850 de numere de raze X? de două ori mai mult decât au fost colectate de toate observațiile anterioare despre Geminga, de pe vremea Imperiului Roman ”, a spus Caraveo.
Cunoașterea vitezei de rotație a Geminga și timpul sosirii fiecărui foton a însemnat că astronomii ar putea identifica ce fotoni veneau din fiecare regiune a stelei neutronului în timp ce se rotește.
Când au comparat fotonii care provin din diferite regiuni ale stelei, au descoperit că „culoarea”? din razele X, care corespunde cu energia lor, s-au schimbat pe măsură ce Geminga se rotea. În special, ei au putut vedea clar o schimbare de culoare distinctă atunci când punctul fierbinte a venit în vedere și apoi a dispărut în spatele stelei.
Această cercetare închide decalajul dintre radiațiile X și radiațiile gamma emise de stelele neutronice. XMM-Newton a arătat că ambele pot provoca prin același mecanism fizic, și anume accelerarea particulelor încărcate în magnetosfera acestor stele degenerate.
„Observarea Geminga a XMM-Newton a fost deosebit de fructuoasă”, a declarat Norbert Schartel, cercetător de proiect al ESA pentru XMM-Newton. „Anul trecut, a dat descoperirea cozilor sursă și acum și-a găsit punctul fierbinte rotativ.”
Caraveo aplică deja această nouă tehnică altor stele cu neutroni pulsativi observate de XMM-Newton în căutarea punctelor fierbinți. Această cercetare reprezintă un instrument nou și important pentru înțelegerea fizicii stelelor neutronice.
Sursa originală: Comunicat de presă ESA
