Credit de imagine: NASA
Oamenii de știință de la Institutul canadian de astrofizică teoretică (CITA) și NASA au capturat detalii inedite despre fluxul turbulent de gaz care se ridică la doar câțiva kilometri de suprafața unei stele cu neutroni, o sferă de doar zece mile.
O explozie masivă și rară pe suprafața acestei stele cu neutroni - care varsa mai multă energie în trei ore decât face Soarele în 100 de ani - a luminat zona și le-a permis oamenilor de știință să spioneze detalii despre regiune niciodată dezvăluite. Au putut vedea detalii la fel de fine ca inelul de gaz care se învârt în jurul și care curge pe steaua neutronului, în timp ce acest inel s-a aruncat din explozie și apoi și-a recuperat lent forma originală după aproximativ 1.000 de secunde.
Toate acestea au avut loc la 25.000 de ani-lumină de pe Pământ, captate secundă la secundă în mod asemănător unui film, printr-un proces numit spectroscopie cu Explorer-ul de radiografie X-ray Rossi de la NASA.
Dr. David Ballantyne din CITA de la Universitatea din Toronto și Dr. Tod Strohmayer de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Md., Prezintă acest rezultat într-o ediție viitoare a Astrophysical Journal Letters. Observația oferă o perspectivă nouă asupra fluxului „discului de accelerare” al unei stele cu neutroni (și poate a unei găuri negre), de obicei prea mult timp pentru a fi rezolvate chiar și cu cele mai puternice telescoape.
„Este pentru prima dată când am putut urmări regiunile interioare ale unui disc de acreție, în acest caz, literalmente, la câțiva kilometri de suprafața stelei de neutroni, își schimbă structura în timp real”, a spus Ballantyne. „Se știe că discurile de acumulare circulă în jurul multor obiecte din Univers, de la stele care se formează recent până la găurile negre uriașe din cvasarul îndepărtat. Detalii despre modul în care un astfel de disc ar putea fi deduse până în prezent. "
O stea cu neutroni este rămășița densă și de miez a unei stele explozate de cel puțin opt ori mai masivă decât Soarele. Steaua de neutroni conține aproximativ o valoare a soarelui în masă împachetată într-o sferă nu mai mare decât Toronto. Un disc de acreție se referă la fluxul de gaz fierbinte (plasmă) care se învârte în jurul stelelor de neutroni și al găurilor negre, atrase de gravitatea puternică a regiunii. Acest gaz este adesea furnizat de o stea vecină.
Pe măsură ce materia se prăbușește pe steaua de neutroni, ea acumulează un strat de material de 10 până la 100 de metri, format mai ales din heliu. Fuziunea heliului în carbon și alte elemente mai grele eliberează energie enormă și alimentează o explozie puternică de lumină cu raze X, mult mai energică decât lumina vizibilă. (Fuziunea nucleară este același proces care alimentează Soarele.) Astfel de explozii pot apărea de mai multe ori pe zi pe o stea cu neutroni și durează aproximativ 10 secunde.
Ceea ce Ballantyne și Strohmayer au observat pe această stea cu neutroni, numită 4U 1820-30, a fost un „suprapunere”. Acestea sunt mult mai rare decât exploziile obișnuite, alimentate cu heliu și eliberează de o mie de ori mai multă energie. Oamenii de știință spun că aceste supraîncărcări sunt cauzate de o acumulare de cenușă nucleară sub formă de carbon provenită din fuziunea heliului. Gândirea actuală sugerează că este nevoie de câțiva ani pentru ca cenușa de carbon să se acumuleze într-o asemenea măsură încât să înceapă să fuzioneze.
Superburst-ul a fost atât de luminos și de lung, încât a acționat ca un spot luminos luminat de pe suprafața stelei neutronice și pe regiunea cea mai interioară a discului de acreție. Lumina cu raze X din explozie a iluminat atomi de fier din discul de acumulare, proces numit fluorescență. Exploratorul Rossi a capturat semnătura caracteristică a fluorescenței de fier - adică a spectrului său. La rândul său, aceasta a furnizat informații despre temperatura, viteza și locația fierului în jurul stelei de neutroni.
"Exploratorul Rossi poate obține o măsurare bună a spectrului de fluorescență a atomilor de fier la fiecare câteva secunde", a spus Strohmayer. „Adăugând toate aceste informații, obținem o imagine despre modul în care acest disc de acreție este deformat de explozia termonucleară. Acesta este cel mai bun aspect pe care putem spera să îl obținem, deoarece rezoluția necesară pentru a vedea efectiv această acțiune ca o imagine, în loc de spectre, ar fi de un miliard de ori mai mare decât ceea ce oferă Telescopul spațial Hubble. "
Oamenii de știință au spus că stelele de neutroni care izbucnesc servesc ca laborator pentru studierea discurilor de acumulare, care sunt văzute (dar mai puțin detaliat) prin Univers în jurul găurilor negre stelare din apropiere și a galaxiilor quasare extrem de îndepărtate. Găurile negre stelate cu discuri de acumulare nu produc rafale de raze X.
Exploratorul Rossi a fost lansat în decembrie 1995 pentru a observa obiecte cu schimbări rapide, energice și care se învârt rapid, cum ar fi găuri negre supermasive, nuclee galactice active, stele cu neutroni și pulsaere milisecunde.
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
