Atklāta līdz šim visspožākā mirusī zvaigzne
Publicēts: 9.10.2014
"Jūs varat iztēloties, ka šis pulsārs ir Superpele [latviešu mentalitātei tuvāks būtu Sprīdītis]," par pulsējošo zvaigzni 12 miljonus gaismas tālajā galaktikā M82 izteicās Fiona Harisona no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta. "Tas ir tikpat jaudīgs kā melnais caurums, tikai tā masa ir daudz mazāka."
Pārsteidzošais atklājums palīdzēs astronomiem labāk izprast noslēpumainos, ļoti spožos rentgenstaru avotus (ULX). Līdz šim tika uzskatīts, ka ULX ir melnie caurumi. Jaunākā informācija, kas iegūta, izmantojot NuSTAR teleskopu, ir palīdzējusi atklāt vismaz vienu ULX aptuveni 12 miljonu gaismas gadu tālajā galaktikā M82, kas ir pulsārs.
"Šķiet, ka šis pulsārs piekopj tādas pašas ēšanas manieres kā melnais caurums," teica Harisone. "Atklājums mums palīdzēs saprast, kā melnie caurumi barojas un aug tik ātri, būtiski ietekmējot galaktiku un daudzu citu struktūru attīstību."
Vadošais uzskats ir, ka ULX ir melnie caurumi, kas barojas no pavadoņzvaigznēm. Šo procesu dēvē par akrēciju. Tiek pieņemts, ka ULX sastāvā ietilpst vidējas masas melnie caurumi, kas ir trūkstošais posms starp mazajiem zvaigžņu masas melnajiem caurumiem un supermasīvajiem melnajiem caurumiem, kas mājo gandrīz vai visu galaktiku centrā. Šo melno caurumu masa varētu būt piecas līdz 30 reizes lielāka nekā Saules masa. Spožāko ULX melno caurumu masa varētu būt pat 100 reizes lielāka nekā Saules masa.
Sākotnējais zinātnieku mērķis nebija pētīt divus ULX objektus M82 galaktikā. Viņi novēroja nesen uzsprāgušu zvaigzni jeb pārnovu, kad nejauši pamanīja, ka viens no ULX objektiem - M82 X-2 pulsē ļoti intensīvi rentgenstaru diapazonā. Ir zināms, ka melnie caurumi nepulsē. Tāda uzvedība ir novērota pulsāriem.
Pulsāri ir neitronu zvaigžņu paveids. Līdzīgi kā zvaigžņu masas melnie caurumi, neitronu zvaigznes ir masīvu zvaigžņu bojāejas atliekas. Atšķirībā no melnajiem caurumiem, neitronu zvaigžņu masa ir ļoti neliela. Šīs ārkārtīgi blīvās zvaigznes raida Visumā divus pretēji vērstus starojuma kūļus. Zvaigznei rotējot ap savu asi šie stari sasniedz mūsu planētu līdzīgi kā bākas gaisma sasniedz garām braucošos kuģus. Neitronu zvaigžņu pulsācija var būt reģistrējama sākot no radioviļņiem līdz pat augstas enerģijas rentgenstariem.
"Mēs to uztvērām kā pašu par sevi saprotamu faktu, ka jaudīgi ULX ir melnie caurumi," teica pētījuma vadītājs Mateo Bačeti no Tulūzas universitātes Francijā. "Kad mēs datos pamanījām pulsēšanu, nodomājām, ka tā ir no cita avota."
M82 pamanīto pārnovu novēroja arī Čandras rentgenstaru observatorija un Swift satelīts, kas apstiprināja, ka intensīvā rentgenstarojuma avots M82 X-2 patiešām ir pulsārs.
"Tas, ka kosmosā ir tik daudz teleskopu, nozīmē, ka tie var viens otru papildināt," piebilda Pols Hercs no NASA. "Kad ar vienu teleskopu izdodas kaut ko atklāt, citus iespējams izmantot, lai objektu pētītu citos viļņu garumos."
NuSTAR īpaši labi uztver augstas enerģijas rentgenstarus un spēja precīzi noteikt pulsācijas periodu (1,37 sekundes). M82 X-2 izdalītās enerģijas apjoms ir aptuveni 10 reizes lielāks nekā novērots citu rentgenstaru pulsāru gadījumā un vismaz 10 miljonus reižu lielāks nekā spēj izstarot Saule. Tas ir iespaidīgi tādam mazam objektam, kura masa ir līdzvērtīga Saules masai. Pulsācijas mainās ar periodiskumu 2,5 dienas. Ja pieņem, ka pulsāra masa ir 1,4 reizes lielāka nekā Saules masa, tad, ņemot vērā pulsāciju izmaiņu periodu, zinātnieki secināja, ka pavadoņzvaigznes masa varētu būt 5,2 reizes lielāka nekā Saules masa.
Kā gan šī niecīgā, mirušās zvaigznes atlieka spēj radīt tik intensīvu starojumu? Lai arī astronomi nav īsti pārliecināti, viņi domā, ka tas varētu būt saistīts ar pulsāra ēšanas paradumiem. Līdzīgi kā melno caurumu gadījumā, pulsāra gravitācija pievelk matēriju no pavadoņzvaigznēm. Matērija, krītot neitronu zvaigznes virzienā, uzkarst un sāk mirdzēt rentgenstaros. Ja šis pulsārs patiešām barojas no apkārtējās matērijas, tad tas to dara pārsteidzošā ātrumā, kas pagaidām nav izskaidrojams ar šobrīd zināmajām teorijām.
Astronomi plāno turpināt M82 X-2 novērojumus ar NuSTAR, Čandras rentgenstaru observatoriju un Swift, lai atrastu skaidrojumu pulsāra neparastajai uzvedībai, kā arī paplašināt aplūkojamo ULX objektu loku, lai izpētītu, vai šis ir izņēmuma gadījums, vai tomēr arī vēl citi ULX varētu izrādīties pulsāri.
NASA JPL, Chandra X-Ray Observatory
Komentāri
