Koncepcja artysty dotycząca rozbłysku gamma rozszerzającego się z SGR 1806-20. Źródło zdjęcia: NASA.Kliknij, aby powiększyć
Gigantyczna eksplozja gwiazdy neutronowej w połowie galaktyki Drogi Mlecznej, największa taka eksplozja kiedykolwiek zarejestrowana we wszechświecie, powinna umożliwić astronomom po raz pierwszy zbadanie wnętrza tych tajemniczych obiektów gwiezdnych.
Międzynarodowy zespół astrofizyków, przeczesując dane z satelity rentgenowskiego NASA, Rossi X-ray Timing Explorer, donosi w wydanym 20 lipca numerze Astrophysical Journal Letters, że eksplozja wytworzyła wibracje wewnątrz gwiazdy, jak dzwonek, który generował szybkie fluktuacje promieniowania rentgenowskiego emitowanego w przestrzeń kosmiczną. Te impulsy rentgenowskie, emitowane podczas każdej siedem sekund obrotu przez szybko wirującą gwiazdę, zawierały wibracje częstotliwości masywnych wstrząsów gwiazdy neutronowej.
Podczas gdy geolodzy badają wnętrze Ziemi przed falami sejsmicznymi wytwarzanymi przez trzęsienia ziemi, a astronomowie słoneczni badają Słońce za pomocą fal uderzeniowych przemieszczających się przez Słońce, wahania promieniowania rentgenowskiego odkryte podczas tej eksplozji powinny dostarczyć krytycznych informacji o wewnętrznej strukturze gwiazd neutronowych.
- Ta eksplozja była podobna do uderzenia gwiazdy neutronowej gigantycznym młotem, powodując, że zabrzmiała jak dzwonek? powiedział Richard Rothschild, astrofizyk z University of California Center for Astrophysics and Space Sciences i jeden z autorów raportu z czasopisma. „Teraz pytanie brzmi: co oznacza częstotliwość oscylacji gwiazdy neutronowej? Ton wytwarzany przez dzwonek?
? Czy to oznacza, że gwiazdy neutronowe są tylko wiązką neutronów upakowanych razem? Czy też gwiazdy neutronowe mają egzotyczne cząstki, takie jak kwarki, w swoich centrach, jak wierzy wielu naukowców? I w jaki sposób skorupa gwiazdy neutronowej unosi się nad jej nadpłynnym rdzeniem? Jest to rzadka okazja dla astrofizyków do zbadania wnętrza gwiazdy neutronowej, ponieważ w końcu mamy trochę danych, których teoretycy mogą przeżuć. Mam nadzieję, że będą w stanie powiedzieć nam, co to wszystko znaczy.
Największe trzęsienia gwiazdy rozerwały gwiazdę neutronową z niewiarygodną prędkością, wibrując gwiazdę z prędkością 94,5 cykli na sekundę. „To jest blisko częstotliwości 22-go klawisza fortepianu, Fissu,” powiedział Tomaso Belloni, włoski członek zespołu, który zmierzył sygnały.
Międzynarodowy zespół - kierowany przez GianLuca Israel, Luigiego Stellę i Belloni z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki - odkrył oscylacje na podstawie danych zebranych dwa dni po Bożym Narodzeniu przez Rossi X-Ray Timing Explorer, satelitę zaprojektowanego do badania wahań X -ray emisje ze źródeł gwiezdnych. Osobliwe oscylacje, które odkryli naukowcy, rozpoczęły się trzy minuty po gigantycznej eksplozji gwiazdy neutronowej, która przez zaledwie jedną dziesiątą sekundy uwolniła więcej energii niż emituje słońce w ciągu 150 000 lat. Oscylacje stopniowo ustępowały po około 10 minutach.
Gwiazdy neutronowe są gęstymi, szybko wirującymi rdzeniami materii, które powstają w wyniku miażdżącego rozpadu gwiazdy, która wyczerpała całe swoje paliwo jądrowe i wybuchła w katastrofalnym wydarzeniu znanym jako supernowa. Upadek jest tak miażdżący, że elektrony są wpychane do jądra atomowego i łączą się z protonami, by stać się neutronami. Powstała kula neutronów jest tak gęsta - upakowuje masę Słońca w kuli o średnicy zaledwie 10 mil - że łyżka jej materii waży miliardy ton na Ziemi.
Większość milionów gwiazd neutronowych w naszej galaktyce Drogi Mlecznej wytwarza pola magnetyczne, które są trylion razy silniejsze niż na Ziemi. Ale astrofizycy odkryli mniej niż tuzin ultra-wysokich magnetycznych gwiazd neutronowych, zwanych „magnetarami”. z polami magnetycznymi tysiąc razy większymi - wystarczająco silnymi, aby pozbawić informacje z karty kredytowej w odległości w połowie drogi do Księżyca.
Te intensywne pola magnetyczne są na tyle silne, że czasami spowalniają skorupę gwiazd neutronowych, powodując trzęsienia gwiazd? które powodują uwalnianie promieni gamma, bardziej energetycznej formy promieniowania niż promieniowanie rentgenowskie. Wiadomo, że cztery z tych magnetarów właśnie to robią i nazywane są „miękkimi repeaterami gamma”. lub SGRS, przez astrofizyków, ponieważ rozbłyskują losowo i wypuszczają serię krótkich wybuchów promieni gamma.
SGR 1806-20, formalne oznaczenie gwiazdy neutronowej, która wybuchła i wysłała promieniowanie rentgenowskie zalewające galaktykę 27 grudnia 2004 r. - wytwarzając błysk jaśniejszy niż cokolwiek kiedykolwiek wykrytego poza Układem Słonecznym - jest jednym z nich. Błysk był tak jasny, że na moment oślepił wszystkie satelity rentgenowskie w kosmosie i oświetlił górną atmosferę Ziemi.
Astrofizycy podejrzewają, że wybuch promieniowania gamma i promieniowania rentgenowskiego z tej niezwykle dużej eksplozji mógł pochodzić z silnie skręconego pola magnetycznego otaczającego gwiazdę neutronową, która nagle pękła, tworząc tytaniczne trzęsienie gwiazdy neutronowej.
„Scenariusz był prawdopodobnie analogiczny do skręconej gumki, która w końcu pękła i uwolniła ogromną ilość energii”. powiedział Rothschild. „Dzięki temu uwolnieniu energii pole magnetyczne otaczające magnetar przypuszczalnie mogło się zrelaksować do bardziej stabilnej konfiguracji.
Błysk energii 27 grudnia został wykryty przez kilka innych satelitów NASA i europejskich i zarejestrowany przez radioteleskopy na całym świecie. Był to już temat wielu prac naukowych opublikowanych w ostatnich miesiącach.
„Nagłe i zaskakujące pojawienie się tego olbrzymiego rozbłysku, który pomoże nam dowiedzieć się więcej o naturze magnetarów i wewnętrznym składzie gwiazd neutronowych”. - powiedział Rothschild - podkreśla znaczenie posiadania satelitów i teleskopów zdolnych do rejestrowania niezwykłych i nieprzewidywalnych zjawisk we wszechświecie.
Inni członkowie międzynarodowego zespołu to Pier Giorgio Casella, Simone Dall? Osso i Massimo Persic z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki; Yoel Rephaeli z UCSD i uniwersytetu w Tel Awiwie; Duane Gruber, wcześniej UCSD, a obecnie w Eureka Scientific Corporation w Oakland, Kalifornia; oraz Nanda Rea z National Institute for Space Research w Holandii.
Oryginalne źródło: UCSD News Release
Oto link do największych gwiazd we wszechświecie.
