Το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ συλλαμβάνει «πάλσαρ αράχνη» που καταβροχθίζουν αστέρια σαν κοσμικές μαύρες χήρες (εικόνα)

By | December 5, 2023

Διαστημική βάση της NASA Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra παρατήρησε ένα «χάος» από πάλσαρ αράχνης να καταβροχθίζει τον σύντροφό του αστέρια στο σφαιρικό σμήνος Ωμέγα Κενταύρου. Αυτά τα δεδομένα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς αυτά τα ταχέως περιστρεφόμενα αστέρια νετρονίων, που πήραν το όνομά τους από τους αραχνοειδείς που καταβροχθίζουν τους συντρόφους τους, διαβρώνουν τα γύρω αστέρια με έντονες δέσμες ακτινοβολίας.

Τα πέντε πάλσαρ αράχνης σε αυτή τη διαταραχή – η διαταραχή είναι το όνομα που δόθηκε σε ένα κοντινό σμήνος αραχνών – βρέθηκαν συγκεντρωμένα στην καρδιά του Ωμέγα Κενταύρου, ένα τεράστιο σύμπλεγμα περίπου 10 εκατομμυρίων αστέρων που βρίσκεται στα 17.700 έτη φωτός σε Γη. Αρχικά ανακαλύφθηκαν από επιστήμονες χρησιμοποιώντας τα ραδιοτηλεσκόπια Parkes και MeerKAT, οι οποίοι εντόπισαν μια συλλογή από 18 ταχέως περιστρεφόμενα αστέρια νετρονίων ή «πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου».

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα στον Καναδά εντόπισαν το κουιντέτο των πάλσαρ αράχνης σε δεδομένα ραδιοτηλεσκοπίου λίγο αφότου παρατήρησαν ότι 11 από τα 18 εξέπεμπαν ακτινοβολία ακτίνων Χ. Αυτό ήταν ένα σημάδι ότι κάτι είχε συμβεί. Έτσι, για να κατανοήσουμε καλύτερα τα κοσμικά ανάλογα μαύρης χήρας, η ομάδα συνέκρινε τα πάλσαρραδιοφωνικά δεδομένα για παρατηρήσεις με ακτίνες Χ Chandra 26 πάλσαρ αράχνης σε 12 άλλα σφαιρικά σμήνη.

Σχετίζεται με: 300 αστέρια νετρονίων με έκρηξη ακτίνων γάμμα που βρέθηκαν σε μεγάλους αριθμούς – και μερικά είναι «πάλσαρ αράχνης»

«Εκκόλαψη» από νεκρά αστέρια

Όπως όλα τα αστέρια νετρονίων, τα πάλσαρ αράχνης γεννιούνται όταν τα τεράστια αστέρια τελειώνουν από καύσιμα και δεν μπορούν πλέον να συντηρηθούν. Πυρηνική σύντηξη στους πυρήνες τους. Αυτό τερματίζει την προς τα έξω ροή ενέργειας που στήριζε το αστέρι ενάντια στην εσωτερική πίεση της δικής του ενέργειας. βαρύτητα για εκατομμύρια, ή και δισεκατομμύρια, χρόνια.

Καθώς τα εξωτερικά στρώματα του ετοιμοθάνατου άστρου (στο οποίο συνεχίζεται η πυρηνική σύντηξη) αποβάλλονται σε συνδυασμό με εκρήξεις σουπερνόβα, αστρικοί πυρήνες με μάζες μεταξύ ενός και δύο φορές μάζα του ήλιου γρήγορα καταρρέουν σε πλάτος περίπου 12 μιλίων (20 χιλιομέτρων). Αυτή η κατάρρευση δυνάμεις ηλεκτρόνια είναι πρωτόνια μαζί, δημιουργώντας μια θάλασσα από νετρόνια — ουδέτερα σωματίδια που βρίσκονται συνήθως στην καρδιά του άτομα – είναι τόσο πυκνό που μια κουταλιά της σούπας θα ζύγιζε περισσότερο από 1 δισεκατομμύριο τόνους (900 δισεκατομμύρια κιλά). Αυτό είναι σχεδόν το βάρος του Έβερεστ.

Και εκτός από το να δίνει στα αστέρια νετρονίων το τμήμα «νετρονίων» του ονόματός τους, η κατάρρευση έχει δύο άλλα σημαντικά αποτελέσματα. Ακριβώς όπως ένας καλλιτεχνικός πατινάζ που τραβάει τα μπράτσα του αυξάνει την ταχύτητα με την οποία περιστρέφονται, η ταχεία μείωση της ακτίνας αυτών των νεκρών αστρικών πυρήνων τους προκαλεί να περιστρέφονται, επιτρέποντας σε μερικούς να περιστρέφονται εκατοντάδες φορές το δευτερόλεπτο. Το αποτέλεσμα? Πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου. Μερικά πάλσαρ του χιλιοστού του δευτερολέπτου περιστρέφονται τόσο γρήγορα 700 φορές ανά δευτερόλεπτο.

Επιπλέον, η βαρυτική κατάρρευση αναγκάζει τις γραμμές μαγνητικού πεδίου στην περιοχή μαζί, εντείνοντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου των άστρων νετρονίων χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από εκείνη των αστέρων νετρονίων. μαγνητικό πεδίο της Γης. Κατά συνέπεια, αυτά τα μαγνητικά πεδία εκπέμπουν πίδακες ύλης που παράγουν δέσμες ακτινοβολίας. Αυτές οι ακτίνες σαρώνουν όλο το σύμπαν όπως το Αστέρας Νετρονίων περιστροφές. Σκεφτείτε τους «κοσμικούς φάρους».

Είναι αυτά τα περιστρεφόμενα αστέρια νετρονίων που ονομάζονται πάλσαρ. Και όταν αυτές οι δέσμες ακτινοβολίας πάλσαρ εκρήγνυνται γύρω από αστέρια, τα φαινόμενα ονομάζονται «πάλσαρ αράχνης».

Αυτή η καταστροφική διαδικασία είναι δυνατή επειδή τα πάλσαρ αράχνης συνήθως χωρίζονται από τους συντρόφους τους σε μικρή απόσταση – περίπου 14 φορές την απόσταση μεταξύ της Γης και της Σελήνης. Αυτή η σχετικά κοντινή απόσταση επιτρέπει στα ενεργητικά σωματίδια που εκπέμπονται από τα πάλσαρ να διαβρώσουν τα συντροφικά αστέρια τους.

Cosmic εναντίον Cosmic Redbacks μαύρες χήρες

Ένα κοντινό πλάνο του Ωμέγα Κενταύρου όπως φαίνεται από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra της NASA που δείχνει τη θέση των πάλσαρ αράχνης.

Ένα κοντινό πλάνο του Ωμέγα Κενταύρου όπως φαίνεται από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra της NASA που δείχνει τη θέση των πάλσαρ αράχνης.

Τα πάλσαρ αράχνης χωρίζονται σε δύο ακόμη υποκατηγορίες με θέμα αραχνοειδείς με βάση τη λεία τους. Τα πάλσαρ αράχνης “Redback” αποσυνθέτουν τα συντροφικά αστέρια με μάζες μεταξύ 10% και 50% του Ο ήλιοςενώ τα πάλσαρ αράχνης «μαύρης χήρας» καταστρέφουν μικρότερα αστέρια μικρότερα από το 5% της μάζας του Ήλιου.

Αλλά στη νέα έρευνα της ομάδας, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν μια άλλη διαφορά μεταξύ των αστεριών νετρονίων με κόκκινο χρώμα και των μαύρων χήρων.

Βρήκαν ότι τα κόκκινα πάλσαρ είναι πιο φωτεινά στις ακτίνες Χ από τα πάλσαρ μαύρης χήρας. Αυτή είναι η πρώτη φορά που η μάζα των αστεριών που καταβροχθίζονται από πάλσαρ αράχνης έχει συνδεθεί με την ακτινοβολία που τα καταστρέφει.

Αυτή η επιρροή σχετίζεται με σωματίδια που ρέουν από πάλσαρ που συγκρούονται με ανέμους υλικού που ρέουν από συντροφικά αστέρια, παράγοντας κρουστικά κύματα που δημιουργούν ακτίνες Χ — ακτινοβολία που διαβρώνει περαιτέρω αυτά τα αστέρια και το φως που ανιχνεύει ο Chandra. Φαίνεται ότι τα μεγαλύτερα αστέρια δημιουργούν κρουστικά κύματα που παράγουν περισσότερες ακτίνες Χ. Αυτό κάνει τις κόκκινες ράχες πιο φωτεινές στο φως των ακτίνων Χ από τις μαύρες χήρες, λέει η ομάδα.

Σχετικές ιστορίες:

– Τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Chandra της NASA αντιμετωπίζουν πιθανές περικοπές προϋπολογισμού: Έκθεση

– Νέος τύπος πάλσαρ θα μπορούσε να εξηγήσει πώς εξελίσσονται τα μυστηριώδη συστήματα «μαύρης χήρας».

— Ακούστε τη μουσική του Heartbeat του «Black Widow» καθώς καταστρέφει το Companion

Το ίδιο το Chandra είναι ζωτικής σημασίας για τη διερεύνηση των πάλσαρ αράχνης και άλλων πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου, επειδή το ευαίσθητο όραμά του με ακτίνες Χ μπορεί να διακρίνει μεταξύ αυτών και άλλων πηγών ακτίνων Χ σε σφαιρωτά σμήνη – συσσωματώματα αστεριών που συγκρατούνται από τη βαρύτητα και αυξάνουν την πυκνότητα τους προς ένα κεντρικό σημείο.

Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές στο Ωμέγα Κενταύρου, όπου πολλά από τα ανακαλυφθέντα πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου συγκεντρώνονται στενά από άλλες άσχετες πηγές ακτίνων Χ.

Η έρευνα της ομάδας θα δημοσιευθεί σύντομα στο τεύχος Δεκεμβρίου του The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Μια προεκτυπωμένη έκδοση είναι διαθέσιμη στο αποθετήριο χαρτιού arXiv.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *