spacebg covers

скритата популация от екзотични неутронни звезди във вселената когато една
Мисия: Chandra X-ray Space Observatory


Скритата популация от екзотични неутронни звезди във Вселената.

Когато една масивна звезда изчерпи своето ядрено гориво, тя започва да се свива. Нейната централна част се превръща в един свръхплътен обект с диаметър около 15 км, а освободената гравитационна енергия издухва външните слоеве далеч в космоса - процес, който е известен като "свръхнова."
Увеличаване Това е един екзотичен обект в нашата галактика, наречен "SGR 0418 5729". Той е бивш "магнетар" или тип неутронна звезда, която е със сравнително бавно околоостно въртене и слабо магнитно поле, но все още генерира случайни взривове от рентгенови лъчи. SGR 0418 е розовия източник в центъра на изображението от ляво. От дясно е схема на звездата. Тази илюстрация подчертава слабите повърхностни магнитни полета и относително силните такива, които бушуват в нейната вътрешност. Зоната която е избухнала в рентгенови лъчи е с радиус само около 160 м. Това е малко в сравнение с радиуса на цялата звезда, който е около 12 км. Credits: X-ray: NASA/CXC/CSIC-IEEC/N.Rea et al; Optical: Isaac Newton Group of Telescopes, La Palma/WHT; Infrared: NASA/JPL-Caltech



Ядрените огньове на свръхновите са основната причина за днешния облик на Вселената. Там са местата където се синтезират тежките елементи, които са градивните блокове на планетите и живота. В повечето случаи, след като радиоактивните облаци на свръхновите се разсеят, там остава свръхплътното ядро, което астрономите са нарекли "неутронна звезда". Характерна черта на неутронните звезди е, че се въртят бързо, няколко пъти в секунда, но тази скорост намаля с течение на времето. Затова, най-възрастните известни от тях са относително спокойни. Те правят един оборот около оста си на всеки няколко секунди. Друга важна характеристика на тези звезди е, че те притежават силно магнитно поле. При нормалните неутронни звезди, тези полета са силни, но съществуват още един клас обекти при които магнитното поле е десет хиляди пъти по-силно от обичайното. Тези неутронни звезди се наричат "магнетари". Учените все още само теоретизират на какво се дължи това свръхмощно поле, най-вероятно на асиметрията на носителите на електричния заряд, но то е причината за настъпването на спонтанни взривовете в рентгенови лъчи от повърхността на звездата.

Всъщност, магнетарите представляват само част от броя на неутронните звезди и астрономите все още се опитват да определят какъв е техния процент. Свръхмощните магнитни полета, непрекъснато мачкат кората на звездата, предизвиквайки мощни земетресения, които ние тук от земята ги засичаме като мощни рентгенови залпове. Енергията, която се генерира в тях идва най-вече от вътрешните магнитни полета.

Общата черта на магнетарите е, че с течение на времето, техните магнитни полета отслабват и скоро идва момента, когато се изравнява по мощ с обикновените неутронни звезди. Поради тази причина, астрономите все още не могат да определят какъв дял от наблюдаваните неутронни звезди са били магнетари. Сега, нови наблюдения показват, че една на пръв поглед нормална неутронна звезда се оказва умиращ магнетар. Това е "SGR 0418 5729" или "SGR 0418", която вече не притежава толкова мощно магнитно поле и наподобява обикновена неутронна звезда, но все пак на нея кипи активността типична за магнетарите. SGR 0418 се намира в Млечния път на около 6500 светлинни години от Земята.

Откритието идва от съвместната работа на космическите обсерватории "Чандра", "XMM-Newton", "Swift" и "RXTE". Благодарение на тях е направена точна оценка на силата на външното магнитно поле, което се оказва прекалено слабо за магнетар. Въпреки всичко, тези инструменти са наблюдавали един рентгенов изблик. Този взрив, е причинен от нарушенията в кората на неутронната звезда, следствие все още силното вътрешно магнитно поле на звездата.

Оказва се обаче, че наблюдаваното слабо повърхностно магнитно поле поставя новия обект като аномалия сред аномалиите. Магнетарите са различен тип неутронни звезди, но SGR 0418 особено добре се различава и от тях.

Чрез моделиране еволюцията и охлаждането на кората на неутронната звезда, както и постепенното разпадане на нейното магнитно поле, учените са оценили, че възрастта на SGR 0418 е около 550 000 години. Това го прави по-стар от повечето други магнетари най-вероятно причината за отслабеното повърхностно магнитно поле е дългия живот на звездата. Смята се, че вътрешните магнитни полета все още са сравнително силни и те са в състояние да генерират наблюдаваните изблици.

Това означава, че Вселената може да е изпълнена с много стари магнетари, които все още притежават силни магнитни полета под повърхността си, от което следва, че тяхната раждаемост е от пет до десет пъти по-висока отколкото се е смятало досега. Това хвърля светлина и върху свръхновите, които ги пораждат. Ако те се раждат в специален по-мощен тип свръхнови, тогава тези бурни събития щяха да бъдат по-чести във Вселената. Очакванията са, че около веднъж годишно във всяка галактика, тиха и съответно стара неутронна звезда трябва да генерира рентгенов изблик типичен за умиращите магнетари и учените се надяват да намерят много повече от тези обекти.

Друг извод от модела е, че повърхностното магнитното поле на SGR 0418 трябва да е било много силно през първите половин милион години. Това, плюс евентуално по-голямото население от подобни обекти, може да означава, че масивните звезди които генерират свръхновите са един от вероятните източници на гама-лъчевите импулси. Тези сигнали може да се дължат на по-честото образуване на магнетари, отколкото на черни дупки. Също така, образуването на този род неутронни звезди може да обогати пространството с повече гравитационни вълни, отколкото се смята досега.

  • 1337
  • 0
  • May 28, 2013

Коментар
Подобни публикации