Pulsary to szybko wirujące, silnie promieniujące gwiazdy neutronowe. Jednak czasami te szybko obracające się ciała ulegają gwałtownej zmianie, wyrzucając ogromne ilości energii w przestrzeń kosmiczną. Chociaż krótkotrwała (ułamek sekundy), obserwowana eksplozja ma moc uderzenia wynoszącą co najmniej 75 000 słońc. Czy to naturalny proces w życiu pulsara? Czy to zupełnie inny rodzaj zjawisk kosmicznych? Naukowcy sugerują, że te obserwacje mogą być innym typem gwiazdy neutronowej: magnetary przebrany za pulsary (i bez cienia ciemnej materii w zasięgu wzroku!)…
Gwiazdy neutronowe są produktem masywnych gwiazd po supernowej. Gwiazda nie jest wystarczająco duża, aby stworzyć czarną dziurę (tj. Mniej niż 5 mas Słońca), ale jest wystarczająco duża, aby stworzyć małą, gęstą i gorącą masę neutronów (stąd nazwa). Ze względu na „zasadę wykluczenia Pauliego” - zasadę kwantowo-mechaniczną, która zapobiega, aby jakiekolwiek dwa neutrony miały takie same cechy kwantowe w tej samej objętości - przewiduje się, że gwiazdy neutronowe będą również bardzo gorące. Intensywne siły grawitacji mają niewielką objętość, ale efekty kwantowe odpychają neutrony. Po tym, jak gwiazda przemieściła się w supernową, ponieważ gwiazdy neutronowe są tak małe (promień od 10 do 20 km), mała masa zachowuje moment pędu gwiazd, w wyniku czego powstaje szybko wirujące, bardzo promieniujące ciało.
Znaczna część magnetyzmu gwiazd jest również zachowana, ale w znacznie większym, gęstym stanie. Dlatego oczekuje się, że gwiazdy neutronowe będą miały intensywne pole magnetyczne. To właśnie to pole magnetyczne pomaga generować strumienie emisji z biegunów magnetycznych wirującego ciała, tworząc wiązkę promieniowania (podobnie jak latarnia morska).
Jednak jedna z tych migających latarni morskich zaskoczyła obserwatorów… eksplodowała, wyrzucając ogromne ilości energii w przestrzeń kosmiczną, a następnie dalej wirowała i migała, jakby nic się nie wydarzyło. Zjawisko to zostało niedawno zaobserwowane przez NASA Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) i zostało poparte danymi z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra.
W rzeczywistości istnieją inne klasy gwiazd neutronowych. Powolne wirowanie, wysoce magnetyczne „magnetary” są uważane za odrębny rodzaj gwiazdy neutronowej. Różnią się one od pulsara mniej magnetycznego, ponieważ sporadycznie uwalniają ogromne ilości energii w przestrzeń kosmiczną i nie wykazują okresowego obrotu, jaki rozumiemy z pulsarów. Uważa się, że magnetary wybuchają, gdy intensywne pole magnetyczne (najsilniejsze pole magnetyczne występujące we Wszechświecie) wypacza powierzchnię gwiazdy neutronowej, powodując wyjątkowo energetyczne zdarzenia ponownego połączenia między strumieniem magnetycznym, powodując gwałtowne i sporadyczne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego.
Obecnie spekuluje się, że znane pulsary okresowe, które nagle wykazują eksplozje podobne do magnetarów, są w rzeczywistości wysoce magnetycznymi kuzynami pulsarów przebrany za pulsary. Pulsary po prostu nie mają wystarczającej energii magnetycznej, aby generować eksplozje tej wielkości, tak jak magnetary.
Fotis Gavriil z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt i jego koledzy przeanalizowali młodą gwiazdę neutronową (o nazwie PSR J1846-0258 w konstelacji Aquila). Ten pulsar był często uważany za „normalny” ze względu na jego szybki obrót (3,1 obrotu na sekundę), ale RXTE zaobserwował pięć magnetarskich impulsów rentgenowskich z pulsara w 2006 roku. Każde zdarzenie trwało nie dłużej niż 0,14 sekundy i generowało energia 75 000 słońc. Dalsze obserwacje Chandry potwierdziły, że w ciągu sześciu lat pulsar stał się bardziej „magnetarny”. Obroty pulsara również zwalniają, co sugeruje, że wysokie pole magnetyczne może hamować jego obrót.
Odkrycia te są znaczące, ponieważ sugerują, że pulsary i magnetary mogą być tym samym stworzeniem, tylko w różnych okresach życia pulsarów, a nie dwie zupełnie różne klasy gwiazd neutronowych…
Wyniki tych badań zostaną opublikowane w dzisiejszym numerze Science Express.
Źródło: AAAS Science Express
