Учените разбраха защо неутронните звезди светят толкова ярко
Изключително ярките неутронни звезди по някакъв метод нарушават това, което се смяташе за корав и непреклонен закон на физиката. Те събират материя със скорост, която би трябвало да е невъзможна.
Досега са открити четири от необикновено „ гладните “ звезди, като последните са разказани в обява в сп. Nature Astronomy. Малкият брой не е безусловно знак за необичайност. Първата от тях е открита едвам през 2014 година посредством набора от нуклеарни спектроскопични телескопи (NuStar) на НАСА.
Именно тогава, през 2014 година, неутронната звезда дефинира дефинитивно повода за събитие, известно като ULX, което в началото бе следено през 80-те години. ULX значи „ ултра-светлинен рентгенов източник “ и характеризира астрономически източник на рентгенови лъчи, който е по-малко ослепителен от галактическото ядро, само че по-светъл от съвсем всичко останало.
ULX е по-ярка от всяка известна звезда. Повечето галактики наподобява имат по една, въпреки някои от тях да имат няколко. Нашата вселена, Млечният път няма нито една, което е задоволително любопитно единствено по себе си.
Ключовата характерност, която прави ULX доста забавни е, че те рутинно надвишават това, което е известно като граница на Едингтън за неутронните звезди и черни дупки.
Границата на Едингтън дефинира точката, при която външното налягане на радиацията на звездата съответствува със силата на привличане породено от гравитацията към вътрешността на звездата. Излизането оттатък тази граница би било теоретично необикновено разрушително, като осветеността – външната радиация – принудително дезинтегрира най-външните пластове на звездата, до момента в който границата още веднъж се реализира и равновесието се възвърне.
Благодарение на това любопитно качество, дебатът се разпали какъв може да бъде източникът на ULX. Едно изследване през 2001 година внимателно допусна, че обособените ULX могат да съдържат извънредно солидни черни дупки.
Друго проучване, направено през 2003 година, допусна съществуването на по този начин наречените „ междинни черни дупки “. Най-новото, трето изследване през 2017 година, доближи до заключението, че „ ULX най-вероятно би трябвало да съставляват собствен еднороден клас обекти “.
През 2014 година обаче, екип употребяващ данните от НАСА разпознава същинския източник на най-малко един ULX – магнетизиран пулсар или неутронна звезда в галактиката на звездите, известна като Месие 82.
Това проучване може да е разрешило една тайнственост, само че извади на показ доста други. Учените, ръководени от Матео Бачети от университета Тулуза във Франция означават, че неутронната звезда на ULX освен е прекъсвала границата на Едингтън, само че и е постигнала 100 пъти по-голяма бляскавост, в сравнение с би трябвало.
Това значи, че пулсарът е 10 пъти по-ярък от който и да е различен откриван в миналото. Откритието, означават Бачети и сътрудниците му, повдига въпроса за опцията „ неутронните звезди да не са необичайност в ултра-светлинната рентгеновата популация “. Освен това учените споделят, че находката „ слага провокации пред моделите на физиката “.
Сега, с помощта на екип, воден от Мъри Брайтман от Калифорнийския софтуерен институт в Съединени американски щати, откритите неутронни звезди ULX не са толкоз редки, само че все по този начин оспорват физическия модел.
„ По същия метод, по който сме лимитирани да одобряваме несъмнено количество храна, има граници и за това, какъв брой бързо неутронните звезди могат да натрупат материя “, споделя Брайтман.
„ В същото време обаче, ULX по някакъв метод нарушават тази граница и натрупват материя надхвърляща разбираемото, с цел да освободят такива необикновено ярки рентгенови лъчи, и ние не знаем за какво “, добавя той.
Последната доказана неутронна звезда ULX е в спирална вселена, наречена M51, на към 28 милиона светлинни години от Слънчевата система. За да я разпознава, екипът е употребявал архивни рентгенови данни, събрани от рентгеновата обсерватория „ Чандра “ на НАСА.
Изследователите са съумели да потвърдят, че източникът на ултра-ярките рентгенови лъчи е неутронна звезда, а не някоя черна дупка, защото данните от „ Чандра “ включват аномално потапяне в светлинния набор на ULX.
Това потапяне е разпознато като събитие, известно като разпръскване на циклотронния резонанс – нещо, което се случва, когато позитивно заредени протони или негативно заредени електрони, кръжат към магнитно поле. Това е несъмнено като мощен идентификатор, тъй като черните дупки нямат магнитни полета, до момента в който неутронните звезди имат.
Както всичко останало обвързвано с тези мистериозни обекти, откриването на разсейването на циклотронен резонанс може единствено да усили броя на зародилите въпроси.
„ Ако циклотронната линия е от протони, тогава знаем, че тези магнитни полета към неутронната звезда са извънредно мощни и могат да оказват помощ да се прекъсне границата на Едингтън “, споделя Брайтман.
Ако въпреки това те са електрони, тогава магнитното поле не би било изключително мощно и затова не би асъдействало за спиране на границата, което значи, че други, незнайни до момента сили евентуално работят.
За да се опитат да разрешат казуса, Брайтман и сътрудниците му още веднъж се задълбават в данните за ULX на „ Чандра “ и се пробват да намерят повече доказателства за разсейването на циклотронния резонанс. Те също по този начин имат намерение да проследят наличната информация за трите други доказани ULX неутронни зверове, с цел да видят дали има разпръскване и при тях.
„ Откритието, че тези доста ярки обекти, дълго време считани за черни дупки с маси до 1000 пъти повече от тази на слънцето, се зареждат от неутронни звезди с доста по-малка маса, беше голяма научна изненада “, споделя Фиона Харисън, основен откривател на НАСА Мисия NuStar.
„ Сега бихме могли да получим по-ясни физически улики, по какъв начин тези дребни обекти могат да бъдат толкоз мощни “, добавя тя пред списание Cosmos.
Засега ULX не престават да объркват астрономите.
