Gwiazda neutronowa obracająca się prawie godzinę

Wykryta przez astronomów nowa gwiazda neutronowa obraca się wolniej niż jakakolwiek inna, zmierzona do tej pory. Zajmuje jej to niemalże godzinę – zwykle trwa to sekundy.

Wolno obracająca się gwiazda neutronowa

.Jak podkreślają naukowcy z University of Sydney i Australia’s national science agency, CSIRO, żadna inna emitująca promieniowanie radiowe gwiazda neutronowa, spośród ponad 3 tysięcy odkrytych do tej pory, nie obraca się tak wolno. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.

„Odkrycie kandydata na gwiazdę neutronową emitującą pulsacje radiowe w ten sposób jest bardzo niezwykłe. Fakt, że sygnał powtarza się w tak spokojnym tempie jest niezwykły” – mówi dr Manisha Caleb z University of Sydney Institute for Astronomy.

Ta niezwykła gwiazda neutronowa emituje światło radiowe w tempie, które zdaniem badaczy, jest zbyt wolne, aby pasowało do obecnych opisów zachowania tego typu obiektów. Astronomowie twierdzą, że zapewnia to nowy wgląd w ich złożone cykle życia.

Pod koniec swojego życia duże gwiazdy o masie około 10 razy większej od masy Słońca, zdaniem badaczy, zużywają całe swoje paliwo i eksplodują w ogromnym wybuchu, nazywanym supernową. To, co pozostaje, to gwiezdna pozostałość tak gęsta, że 1,4-krotność masy Słońca jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 20 kilometrów.

Materia jest tak gęsta, że, jak wskazują naukowcy, ujemnie naładowane elektrony są miażdżone przez dodatnio naładowane protony, a to, co pozostaje, to obiekt złożony z bilionów neutralnie naładowanych cząstek, czyli gwiazda neutronowa.

Biorąc pod uwagę ekstremalną fizykę, z jaką te obiekty się zapadają, gwiazdy neutronowe zazwyczaj obracają się zadziwiająco szybko, jak wskazują astronomowie, potrzebując zaledwie sekund lub nawet ich ułamków, aby w pełni obrócić się wokół własnej osi.

Niezwykły kosmiczny sygnał

.Odkrycia nowej gwiazdy dokonano za pomocą radioteleskopu CSIRO ASKAP w Wajarri Yamaji Country w Australii Zachodniej. Zdaniem badaczy, jest on zdolny do obserwacji dużej części nieba jednocześnie, co oznacza, że może uchwycić rzeczy, których naukowcy nawet nie szukają. Astronomowie podkreślają, że nie odnaleźliby tego dziwnego obiektu, gdyby nie unikalna konstrukcja ASKAP.

Pochodzenie sygnału o tak długim okresie pozostaje dla naukowców tajemnicą, chociaż dwa typy gwiazd są głównymi podejrzanymi – białe karły i gwiazdy neutronowe.

„Intrygujące jest to, że obiekt ten wykazuje trzy różne stany emisji, z których każdy ma właściwości całkowicie odmienne od pozostałych. Radioteleskop MeerKAT w RPA odegrał kluczową rolę w rozróżnieniu tych stanów. Gdyby sygnały nie pochodziły z tego samego punktu na niebie, nie uwierzylibyśmy, że jest to ten sam obiekt wytwarzający te różne sygnały” – twierdzi dr Caleb.

Podczas gdy odizolowany biały karzeł z niezwykle silnym polem magnetycznym mógłby wytworzyć obserwowany sygnał, zdaniem badaczy zaskakujące jest to, że pobliskie izolowane białe karły o wysokim poziomie magnetycznym nigdy nie zostały odkryte. I odwrotnie, gwiazda neutronowa z ekstremalnym polem magnetycznym może również wyjaśnić obserwowaną emisję.

Podczas gdy wolno wirująca gwiazda neutronowa jest prawdopodobnym wyjaśnieniem, naukowcy stwierdzili, że nie mogą wykluczyć, że obiekt jest częścią układu podwójnego z gwiazdą neutronową lub innym białym karłem.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG