Jak zatem zmierzyć temperaturę jednego z najbardziej egzotycznych obiektów we Wszechświecie? Gwiazda neutronowa (~ 1,35 do 2,1 masy Słońca, mierząca zaledwie 24 km średnicy) jest pozostałością po supernowej po śmierci dużej gwiazdy. Choć nie są wystarczająco masywne, stają się czarną dziurą, gwiazdy neutronowe wciąż akretują materię, wyciągając gaz z układu podwójnego partnera, często przechodząc przez długie okresy zapłonu.
Na szczęście możemy obserwować rozbłyski rentgenowskie (przy użyciu instrumentów takich jak Chandra), ale to nie sam rozbłysk może ujawnić temperaturę lub strukturę gwiazdy neutronowej.
Podczas zeszłotygodniowej konferencji AAS szczegółowe informacje na temat wyników kampanii obserwacyjnej za pomocą promieniowania rentgenowskiego MXB 1659-29, quasi-trwałego przejściowego źródła promieniowania rentgenowskiego (tj. Gwiazdy neutronowej, która rozbłyskuje przez długi czas), ujawniły fascynujące spostrzeżenia na temat fizyka gwiazd neutronowych, pokazująca, że gdy skorupa gwiazdy neutronowej stygnie, ujawnia się skład skorupy i można zmierzyć temperaturę tych egzotycznych resztek supernowych…
Podczas wybuchu rozbłysku gwiazdy neutronowe generują promienie rentgenowskie. Te źródła promieniowania rentgenowskiego można zmierzyć i śledzić ich ewolucję. W przypadku MXB 1659-29 Ed Cackett (Univ. Of Michigan) wykorzystał dane z NASA Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) do monitorowania chłodzenia skorupy gwiazdy neutronowej po długim okresie rozbłysku promieni rentgenowskich. MXB 1659-29 wybuchał przez 2,5 roku, aż „wyłączył się” we wrześniu 2001 r. Od tego czasu obserwowano okresowo źródło, aby zmierzyć wykładniczy spadek emisji promieniowania rentgenowskiego.
Dlaczego to takie ważne? Po długim okresie rozbłysku rentgenowskiego skorupa gwiazdy neutronowej nagrzewa się. Uważa się jednak, że jądro gwiazdy neutronowej pozostanie względnie chłodne. Kiedy gwiazda neutronowa przestaje migotać (gdy akrecja gazu, zasilająca rozbłysk, wyłącza się), źródło ciepła dla skorupy zostaje utracone. W tym okresie „bezruchu” (bez rozbłysków) malejący strumień promieniowania rentgenowskiego z chłodzącej skorupy gwiazdy neutronowej ujawnia ogromne bogactwo informacji o charakterystyce gwiazdy neutronowej.
Podczas spoczynku astronomowie będą obserwować promieniowanie rentgenowskie emitowane z powierzchni gwiazdy neutronowej (w przeciwieństwie do rozbłysków), więc można dokonać bezpośrednich pomiarów gwiazdy neutronowej. W swojej prezentacji Cackett zbadał, w jaki sposób strumień rentgenowski z MXB 1659-29 zmniejszał się wykładniczo, a następnie wyrównywał się przy stałym strumieniu. Oznacza to, że skorupa szybko się ochładza po rozbłysku, ostatecznie osiągając równowagę termiczną z rdzeniem gwiazdy neutronowej. Dlatego stosując tę metodę można wywnioskować temperaturę rdzenia gwiazdy neutronowej.
Uwzględniając dane z innej transjenty rentgenowskiej KS 1731-260 gwiazdy neutronowej, szybkości chłodzenia obserwowane podczas początku spoczynku sugerują, że obiekty te mają dobrze uporządkowane sieci skorupy ziemskiej z bardzo małą ilością zanieczyszczeń. Gwałtowny spadek temperatury (z rozbłysku do spoczynku) zajął około 1,5 roku, aby osiągnąć równowagę termiczną z rdzeniem gwiazdy neutronowej. Dalsze prace będą teraz prowadzone przy użyciu danych Chandra, aby można było odkryć więcej informacji o tych szybko wirujących egzotycznych obiektach.
Nagle gwiazdy neutronowe stały się dla mnie trochę mniej tajemnicze podczas 10-minutowej rozmowy w ostatni wtorek, uwielbiam konferencje…
Powiązane publikacje:
- Chandra i Szybkie obserwacje quasi-trwałej przejściowej gwiazdy neutronowej EXO 0748-676 w stanie spoczynku, Degenaar i in., 2008
- KRZYWA CHŁODZĄCA KRZYWA GWIAZDY NEUTRONOWEJ W MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
