To zdjęcie, wykonane przez obserwatorium ESM XMM-Newton, pokazuje serce pozostałości po supernowej RCW103. Nowa gwiazda neutronowa normalnie wiruje dość szybko, ale potem jej silne pole magnetyczne spowalnia ją. Ale pole magnetyczne nie może tego zrobić w ciągu 2000 lat, jak zaobserwowali astronomowie.
Dzięki danym z satelity ESM XMM-Newton zespół naukowców, którzy przyjrzeli się bliżej obiektowi odkrytemu ponad 25 lat temu, odkrył, że nie jest on znany w naszej galaktyce.
Obiekt znajduje się w sercu pozostałości po supernowej RCW103, gazowych pozostałościach gwiazdy, która wybuchła około 2000 lat temu. Na pierwszy rzut oka RCW103 i jego centralne źródło wydają się być podręcznikowym przykładem tego, co pozostało po wybuchu supernowej: bańki wyrzuconego materiału i gwiazdy neutronowej.
Głęboka, ciągła 24,5-godzinna obserwacja ujawniła jednak coś znacznie bardziej złożonego i intrygującego. Zespół z Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) z Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) w Mediolanie we Włoszech stwierdził, że emisja z centralnego źródła zmienia się w cyklu, który powtarza się co 6,7 godziny. To zadziwiająco długi okres, dziesiątki tysięcy razy dłuższy niż oczekiwano dla młodej gwiazdy neutronowej. Ponadto właściwości spektralne i czasowe obiektu różnią się od wcześniejszych obserwacji XMM-Newton tego samego źródła w 2001 r.
„Zachowanie, które widzimy, jest szczególnie zastanawiające, biorąc pod uwagę jego młody wiek, mniejszy niż 2000 lat”, powiedziała Andrea De Luca z IASF-INAF, główny autor. „Przypomina wielomilionowe źródło. Przez lata mieliśmy poczucie, że przedmiot jest inny, ale do tej pory nigdy nie wiedzieliśmy, jak jest inny. ”
Obiekt nazywa się 1E161348-5055, który naukowcy dogodnie nazwali 1E (gdzie E oznacza Obserwatorium Einsteina, które odkryło źródło). Jest prawie idealnie osadzony w centrum RCW 103, około 10 000 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Normy. Prawie idealne ustawienie 1E w centrum RCW 103 pozostawia astronomom dość pewnym, że oboje urodzili się w tym samym katastroficznym wydarzeniu.
Kiedy gwiazda co najmniej ośmiokrotnie masywniejsza niż nasze Słońce kończy się paliwo do spalania, eksploduje w wydarzeniu zwanym supernową. Gwiezdny rdzeń imploduje, tworząc gęsty samorodek zwany gwiazdą neutronową lub, jeśli jest wystarczająco dużo masy, czarną dziurą. Gwiazda neutronowa zawiera masę Słońca o wartości wtłoczonej w kulę o średnicy około 20 kilometrów.
Naukowcy od lat szukają okresowości 1E, aby dowiedzieć się więcej o jej właściwościach, takich jak prędkość wirowania lub czy ma towarzysza.
„Nasze wyraźne wykrycie tak długiego okresu wraz ze świecką zmiennością emisji promieni rentgenowskich stanowi bardzo dziwne źródło”, powiedziała Patrizia Caraveo z INAF, współautorka i liderka grupy Milano. „Takie właściwości 2000-letniego obiektu kompaktowego pozostawiają nam dwa prawdopodobne scenariusze, w zasadzie źródło zasilane akrecją lub polem magnetycznym.”
1E może być izolowanym magnetarem, egzotyczną podklasą silnie namagnesowanych gwiazd neutronowych. Tutaj linie pola magnetycznego działają jak hamulce dla wirującej gwiazdy, uwalniając energię. Znanych jest około tuzin magnetarów. Ale magnetary zwykle wirują kilka razy na minutę. Jeśli 1E wiruje tylko raz co 6,67 godziny, jak wskazuje wykrycie okresu, pole magnetyczne potrzebne do spowolnienia gwiazdy neutronowej w ciągu zaledwie 2000 lat byłoby zbyt duże, aby było prawdopodobne.
Jednak standardowe magnetyczne pole magnetyczne może załatwić sprawę, jeśli tarcza gruzowa, utworzona z pozostałości materiału eksplodującej gwiazdy, również pomaga spowolnić spin gwiazdy neutronowej. Ten scenariusz nigdy wcześniej nie był obserwowany i wskazywałby na nowy rodzaj ewolucji gwiazd neutronowych.
Alternatywnie długi 6,67 godzinny okres może być okresem orbitalnym układu podwójnego. Taki obraz wymaga, aby normalna gwiazda o niskiej masie pozostała przywiązana do zwartego obiektu wygenerowanego przez wybuch supernowej 2000 lat temu. Obserwacje pozwalają na przyjście połowy masy naszego Słońca, a nawet mniejszej.
Ale 1E byłby niespotykanym przykładem niewielkiego układu podwójnych promieni rentgenowskich w powijakach, milion razy młodszych niż standardowe układy dwójkowe rentgenowskie z lekkimi towarzyszami. Młody wiek to nie jedyna osobliwość 1E. Cykliczny wzór źródła jest znacznie bardziej wyraźny niż ten obserwowany w dziesiątkach układów podwójnych o niskiej masie rentgenowskiej, wzywających do niezwykłego procesu zasilania gwiazdami neutronowymi.
Proces podwójnej akrecji może wyjaśnić jego zachowanie: zwarty obiekt przechwytuje ułamek wiatru gwiazdy karłowatej (akrecja wiatru), ale jest również w stanie wyciągnąć gaz z zewnętrznych warstw swojego towarzysza, który osiada w dysku akrecyjnym (dysku przyrost). Taki niezwykły mechanizm mógłby działać we wczesnej fazie życia binarnego promieniowania rentgenowskiego o niskiej masie, zdominowany przez efekty początkowej, oczekiwanej, mimośrodowej orbity.
„RCW 103 to zagadka” - powiedział Giovanni Bignami, dyrektor CESR, Tuluza i współautor. „Po prostu nie mamy jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, co powoduje długie cykle rentgenowskie. Kiedy to ustalimy, dowiemy się znacznie więcej o supernowych, gwiazdach neutronowych i ich ewolucji ”.
Gdyby gwiazda eksplodowała na północnym niebie, Kleopatra mogłaby ją zobaczyć i uznać to za symbol jej nieszczęśliwego końca, powiedział Caraveo. Zamiast tego eksplozja miała miejsce głęboko na południowym niebie i nikt jej nie zarejestrował. Niemniej jednak źródło jest dobrą wróżbą dla astronomów rentgenowskich, którzy chcą dowiedzieć się o ewolucji gwiazd.
Oryginalne źródło: ESA News Release
