Gwiazda neutronowa. Kredyt: NASA Gwiazdy neutronowe to niezwykle gęste pozostałości po martwych gwiazdach. Mając zaledwie kilometry, wciąż potrafią pomieścić masę dwóch lub trzech pełnowymiarowych słońc. Jeśli znajdują się w układzie podwójnym z inną gwiazdą, ich grawitacja pozwala im „żywić się” gazem ich towarzysza i świecić jaśniej.
Jednak naukowcy badający tajemnicze źródła promieniowania rentgenowskiego w innych galaktykach odkrywają coś dziwnego: gwiazdy neutronowe, które palą się setki razy jaśniej, niż powinny. I nowe badania opublikowane w Astronomia Przyrody sugeruje, że odpowiedź ma związek z polem magnetycznym 10 miliardów razy silniejszym niż najsilniejsze, jakie kiedykolwiek zostało wygenerowane na Ziemi przez eksperymenty fizyki ludzkiej.
[ Składnik życia w naszym Układzie Słonecznym? Sól. ]
Współautor badań, Matt Middleton, wykładowca fizyki i astronomii na University of Southampton, wyjaśnia, co to pole magnetyczne może oznaczać dla dziwnych zdolności gwiazd neutronowych, ale także dla pierwszych czarnych dziur we wszechświecie.
Najważniejsze informacje o wywiadzie
O odkrywaniu źródeł ultraluminescencyjnego promieniowania rentgenowskiego (ULX):
Matt Middleton: Tajemnica tak naprawdę sięga lat 70., kiedy ludzie po raz pierwszy zaczęli spoglądać we Wszechświat za pomocą teleskopów rentgenowskich. Kiedy ludzie naprawdę uważnie się przyglądali, znajdowali te rzeczy, które były zbyt jasne, niż mieli do tego prawo. Nie były one związane z centrami galaktyk, o których wiemy, że materia spada na te supermasywne czarne dziury, których masa jest milion miliardów razy większa od masy Słońca. Ale nadal były zbyt jasne, aby mogły być tym, co zwykle widzimy w binarnych promieniach rentgenowskich.
O tajemnicy w centrum tych źródeł ULX:
Matt Middleton: Od dłuższego czasu astronomowie drapią się po głowach. Ludzie najpierw myśleli, że może to nowy typ grawitacyjnie zwartych obiektów, a może są to tak zwane czarne dziury o masie pośredniej, ponieważ wiemy, że supermasywne czarne dziury w centrach zasadniczo wszystkich galaktyk muszą się jakoś formować. Musieli budować się z bardzo, bardzo małych, prawdopodobnie pierwotnych czarnych dziur. Gdzieś wzdłuż tej linii może znajdować się czarna dziura o masie pośredniej.
Ale nie możemy po prostu iść i zważyć tych rzeczy; potrzebowaliśmy pośrednich dowodów, aby ustalić, czym one są. Tak więc przez bardzo długi czas ten argument i społeczność szalały: Czy uważamy, że są to zwykłe zwarte obiekty o masie gwiazdowej, czy sądzimy, że są to czarne dziury o masie pośredniej?
O tym, co może wytwarzać intensywne światło:
Matt Middleton: Są dwa sposoby na skórowanie tego kota: albo masz promień geometryczny, albo masz bardzo, bardzo silne pole magnetyczne.
Możesz albo umieścić dużo materii z bardzo, bardzo szybkimi prędkościami w kierunku gwiazdy neutronowej, a następnie, co dzieje się w pewnym promieniu w tym, co nazywamy dyskiem akrecyjnym – wyobraź sobie naleśnik, a pośrodku tego naleśnika gwiazda neutronowa — o pewnym promieniu w pewnej odległości od gwiazdy neutronowej, dysk nadyma się, a następnie zwęża się stożkiem do środka gwiazdy neutronowej. Całe to promieniowanie, które jest wytwarzane w tym dysku iz gwiazdy neutronowej, zostaje uwięzione w tym stożku, a następnie otrzymuje coś, co nazywamy geometryczną wiązką w naszym kierunku. To jak latarka. Znajduje się za nią w lustrze, dzięki czemu odbija światło pochodzące z żarówki z powrotem w twoim kierunku. Dlatego wygląda o wiele jaśniej, niż gdybyś miał na nim żarówkę. Więc to jeden ze sposobów, w jaki możesz to zrobić.
Możesz to zrobić w inny sposób, mając naprawdę silne pole magnetyczne i możliwe, że prawda leży gdzieś pośrodku. Znaczenie pola magnetycznego na tym obrazie polega na tym, że zmniejsza ono przekrój rozpraszania do elektrod. Pchanie przez światło jest równoważone przez grawitację, a pchanie przez światło jest związane z tym, co fotony w tym świetle mogą rozproszyć. Nazywa się to przekrojem. Jeśli ten przekrój zmniejszy się, możesz umieścić więcej materiału na swojej gwieździe neutronowej lub czarnej dziurze, i zasadniczo możesz w ten sposób wygenerować większą jasność.
O przyszłości astronomii:
Matt Middleton: Kto wie, czego się tam dowiemy? Możemy zobaczyć supermasywne czarne dziury, które wirują i łączą się. Moglibyśmy spoglądać wstecz na wczesne czasy Wszechświata i patrzeć na fale grawitacyjne pochodzące od tych łączących się czarnych dziur, a następnie na galaktyki powstające i rozwijające się wokół nich. Moglibyśmy znaleźć gwiazdy neutronowe, czarne dziury, białe karły, różne rzeczy. Będzie to więc niezwykle ciekawe i ważne okno otwarte na wszechświat
O znaczeniu społeczności w nauce:
Matt Middleton: Jest tyle miłości do gwiazd neutronowych. Wielkie pozdrowienia dla wszystkich moich ludzi, którzy pracują nad ultragęstą materią.