Această imagine, realizată de observatorul XMM-Newton al ESA, arată inima rămășiței de supernove RCW103. În mod normal, o nouă stea cu neutroni se învârte destul de rapid, dar apoi câmpul său magnetic puternic îl încetinește. Dar un câmp magnetic nu ar putea face asta în decurs de 2.000 de ani, așa cum au observat astronomii.
Datorită datelor din satelitul XMM-Newton de la ESA, o echipă de oameni de știință care aruncă o privire mai atentă asupra unui obiect descoperit în urmă cu 25 de ani au descoperit că este ca niciun altul cunoscut în galaxia noastră.
Obiectul se află în inima rămășiței de supernova RCW103, rămășițele gazoase ale unei stele care a explodat în urmă cu aproximativ 2000 de ani. Luată la valoarea nominală, RCW103 și sursa sa centrală ar părea a fi un exemplu de manual despre ceea ce a rămas în urma unei explozii de supernova: o bulă de material evacuat și o stea cu neutroni.
O observație profundă, continuă de 24,5 ore, a scos la iveală ceva mult mai complex și intrigant. Echipa, de la Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) din Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) din Milano, Italia, a descoperit că emisia din sursa centrală variază cu un ciclu care se repetă la fiecare 6,7 ore. Este o perioadă uimitor de lungă, de zeci de mii de ori mai lungă decât se aștepta pentru o stea tânără cu neutroni. De asemenea, proprietățile spectrale și temporale ale obiectului diferă de o observație anterioară XMM-Newton a acestei surse în 2001.
"Comportamentul pe care îl vedem este deosebit de nedumerit, având în vedere vârsta fragedă, mai mică de 2 000 de ani", a declarat Andrea De Luca, de la IASF-INAF, autorul principal. „Este o reminiscență a unei surse vechi de mai multe milioane de ani. De ani buni am avut un sentiment că obiectul este diferit, dar nu am știut niciodată cât de diferit până acum. "
Obiectul se numește 1E161348-5055, pe care oamenii de știință l-au poreclit în mod convenabil 1E (unde E reprezintă Observatorul Einstein care a descoperit sursa). Acesta este încorporat aproape perfect în centrul RCW 103, la aproximativ 10 000 de ani lumină distanță în constelația Norma. Alinierea aproape perfectă a 1E în centrul RCW 103 îi lasă pe astronomi destul de încrezători că cei doi s-au născut în același eveniment catastrofal.
Când o stea de cel puțin opt ori mai masivă decât soarele nostru rămâne fără combustibil pentru a arde, aceasta explodează într-un eveniment numit supernova. Nucleul stelar implodează, formând un pepene dens numit o stea neutronă sau, dacă există suficientă masă, o gaură neagră. O stea cu neutroni conține aproximativ o valoare a soarelui în masă înghesuită într-o sferă doar aproximativ 20 de kilometri.
Oamenii de știință au căutat ani buni periodicitatea 1E pentru a afla mai multe despre proprietățile sale, cum ar fi cât de repede se învârte sau dacă are un însoțitor.
„Detectarea noastră clară a unei perioade atât de lungi, împreună cu variabilitatea seculară a emisiilor de raze X face o sursă foarte ciudată”, a declarat Patrizia Caraveo de la INAF, coautor și lider al grupului Milano. „Astfel de proprietăți într-un obiect compact vechi de 2000 de ani ne lasă cu două scenarii probabile, în esență o sursă care este alimentată prin acreție sau cu câmp magnetic.”
1E ar putea fi un magnetar izolat, o subclasă exotică de stele neutronice puternic magnetizate. Aici, liniile câmpului magnetic acționează ca frâne pentru steaua care se învârte, eliberând energie. Sunt cunoscute aproximativ o duzină de magnete. Dar, de obicei, magneții se învârt de mai multe ori pe minut. Dacă 1E se învârte doar o dată la 6,67 ore, după cum indică detectarea perioadei, câmpul magnetic necesar pentru încetinirea stelei neutronului în doar 2000 de ani ar fi prea mare pentru a fi plauzibil.
Totuși, un câmp magnetic magnetar standard ar putea face truc, dacă un disc de resturi, format din materialul rămas al stelei explodate, ajută, de asemenea, la încetinirea rotirii stelelor neutronice. Acest scenariu nu a fost niciodată observat înainte și ar indica un nou tip de evoluție a stelelor neutronice.
În mod alternativ, perioada lungă de 6,67 ore ar putea fi perioada orbitală a unui sistem binar. O astfel de imagine necesită ca o stea normală cu masă scăzută să fi reușit să rămână legată de obiectul compact generat de explozia supernovei acum 2000 de ani. Observațiile permit un însoțitor de jumătate din masa Soarelui nostru, sau chiar mai mici.
Dar 1E ar fi un exemplu fără precedent al unui sistem binar de raze X cu masă mică, încă de la început, cu un milion de ori mai tânăr decât sistemele binare standard cu raze X cu însoțitori ușori. Vârsta fragedă nu este singura particularitate de 1E. Modelul ciclic al sursei este mult mai pronunțat decât cel observat pentru zeci de sisteme binare cu raze X cu masă scăzută care solicită un proces neobișnuit de alimentare cu stele cu neutroni.
Un proces de acreție dublă ar putea explica comportamentul acestuia: Obiectul compact captează o fracțiune din vântul stelei pitice (accreția vântului), dar este, de asemenea, capabil să extragă gazul din straturile exterioare ale însoțitorului său, care se așează într-un disc de acreție (disc acreție). Un astfel de mecanism neobișnuit ar putea funcționa într-o fază timpurie a vieții unui binar cu raze X de masă mică, dominat de efectele excentricității inițiale, așteptate, orbital.
„RCW 103 este o enigmă”, a declarat Giovanni Bignami, directorul CESR, Toulouse și coautor. „Pur și simplu nu avem un răspuns concludent la ceea ce provoacă ciclurile lungi de radiografie. Când vom descoperi acest lucru, vom afla multe mai multe despre supernovele, stelele neutronice și evoluția lor. ”
Dacă steaua ar fi explodat pe cerul nordic, Cleopatra ar fi putut să o vadă și să o considere a fi un omagiu al sfârșitului ei nefericit, a spus Caraveo. În schimb, explozia a avut loc adânc în cerul de sud și nimeni nu a înregistrat-o. Cu toate acestea, sursa este un bun augur pentru astronomii cu raze X care speră să afle despre evoluția stelară.
Sursa originală: Comunicat de presă ESA
