Pulsar RX J0720.4-3125 capturat de XMM-Newton. Faceți clic pentru a mări
Telescopul cu raze X, care orbitează ESA, observatorul spațial XMM-Newton, a localizat o stea cu neutroni care nu este controlată. Temperatura generală a obiectului nu se schimbă, ci se abate și se afișează încet diferite zone observatorilor de pe Pământ - cum ar fi un vârf de vânt. Aceste observații vor ajuta astronomii să înțeleagă unele dintre procesele interne care guvernează aceste tipuri de obiecte.
Folosind date de la observatorul de raze X XMM-Newton de la ESA, un grup internațional de astrofizicieni a descoperit că o stea cu neutroni învârti nu pare să fie așteptați de oamenii de știință rotatori stabili. Aceste observații cu raze X promit să ofere noi informații despre evoluția termică și în final structura interioară a stelelor neutronice.
Stelele de neutroni învârtiți, cunoscute și sub denumirea de pulsars, sunt cunoscute în general ca fiind rotatoare extrem de stabile. Datorită semnalelor lor periodice, emise fie la radio, fie în lungimea de undă a razelor X, ele pot servi drept „ceasuri” astronomice foarte precise.
Oamenii de știință au descoperit că în ultimii patru ani și jumătate temperatura unui singur obiect enigmatic, numit RX J0720.4-3125, a continuat să crească. Cu toate acestea, observații foarte recente au arătat că această tendință a inversat și temperatura scade acum.
Potrivit oamenilor de știință, acest efect nu se datorează unei variații reale a temperaturii, ci a unei schimbări a geometriei vizionării. RX J0720.4-3125 este cel mai probabil „prelucrare”, adică se încetinește și, prin urmare, în timp, expune observatorilor diferite zone ale suprafeței.
Stelele neutronice sunt unul dintre punctele finale ale evoluției stelare. Cu o masă comparabilă cu cea a Soarelui nostru limitată într-o sferă cu diametrul de 20-40 km, densitatea lor este chiar ceva mai mare decât cea a unui nucleu atomic - un miliard de tone pe centimetru cub. Curând după nașterea lor într-o explozie de supernova, temperatura lor este de 1 000 000 de grade celsius, iar cea mai mare parte a emisiilor lor termice se încadrează în banda de raze X a spectrului electromagnetic. Stelele tinere de neutroni izolate se răcesc lent și durează un milion de ani până când devin prea reci pentru a putea fi observate în razele X.
Se știe că stelele neutronice dețin câmpuri magnetice foarte puternice, de obicei de câteva trilioane de ori mai puternice decât cele ale Pământului. Câmpul magnetic poate fi atât de puternic încât influențează transportul de căldură din interiorul stelar prin crusta care duce la punctele fierbinți din jurul polilor magnetici de pe suprafața stelei.
Este emisia din aceste capace polare mai calde care domină spectrul de raze X. Există doar câteva stele de neutroni izolați, din care putem observa direct emisia termică de la suprafața stelei. Unul dintre ele este RX J0720.4-3125, care se rotește cu o perioadă de aproximativ opt secunde și jumătate. „Având în vedere scala de timp de răcire lungă, a fost, prin urmare, neașteptat să vedem spectrul de raze X schimbându-se peste câțiva ani”, a declarat Frank Haberl de la Max-Planck-Institutul pentru fizică extraterestră din Garching (Germania), care a condus cercetarea. grup.
„Este foarte puțin probabil ca temperatura globală a stelei de neutroni să se schimbe rapid. Mai degrabă vedem diferite zone ale suprafeței stelare în momente diferite. Acest lucru este observat, de asemenea, în perioada de rotație a stelei de neutroni, atunci când punctele fierbinți se deplasează în interiorul și în afara liniei noastre de vedere, deci contribuția lor la emisiile totale se schimbă ”, a continuat Haberl.
Un efect similar pe o scară de timp mult mai lungă poate fi observat atunci când steaua de neutroni precesează (în mod similar cu un vârf de filare). În acest caz, axa de rotație se mișcă în jurul unui con ceea ce duce la o schimbare lentă a geometriei de vizualizare de-a lungul anilor. Precesiunea liberă poate fi cauzată de o ușoară deformare a stelei dintr-o sferă perfectă, care poate avea originea în câmpul magnetic foarte puternic.
În timpul primei observații XMM-Newton a RX J0720.4-3125 din mai 2000, temperatura observată a fost minimă și locul mai rece, mai mare, a fost vizibil predominant. Pe de altă parte, patru ani mai târziu (mai 2004), precesiunea a luat în considerare, în mare parte, al doilea punct, mai cald și mai mic, ceea ce a făcut ca temperatura observată să crească. Acest lucru explică probabil variația observată a temperaturii și a zonelor emițătoare și anti-corelația lor.
În activitatea lor, Haberl și colegii au dezvoltat un model pentru RX J0720.4-3125, care poate explica multe dintre caracteristicile specifice care au fost o provocare de explicat până acum. În acest model, schimbarea temperaturii pe termen lung este produsă de fracțiile diferite ale celor două capace polare fierbinți care intră în vedere ca steaua precesează cu o perioadă de aproximativ șapte până la opt ani.
Pentru ca un astfel de model să funcționeze, cele două regiuni polare emitente trebuie să aibă temperaturi și dimensiuni diferite, așa cum a fost propus recent în cazul unui alt membru al aceleiași clase de stele cu neutroni izolați.
Potrivit echipei, RX J0720.4-3125 este probabil cel mai bun caz pentru a studia precesiunea unei stele neutronice prin emisia sa de raze X direct vizibilă de pe suprafața stelară. Precesiunea poate fi un instrument puternic pentru sondarea interiorului stelei neutronice și pentru a afla despre starea materiei în condiții pe care nu le putem produce în laborator.
Observații suplimentare XMM-Newton sunt planificate pentru a monitoriza în continuare acest obiect intrigant. „Continuăm modelarea teoretică din care sperăm să aflăm mai multe despre evoluția termică, geometria câmpului magnetic al acestei stele și structura interioară a stelelor neutronice în general”, a concluzionat Haberl.
Sursa originală: Portal ESA
