Większość zapadających się gwiazd wiruje w ciągu kilku sekund. Tej zajmuje to prawie godzinę.
Australijscy naukowcy wykryli gwiazdę neutronową, która prawdopodobnie wiruje wolniej niż jakakolwiek inna, którą kiedykolwiek zmierzono. Wyniki badań opublikowano 5 czerwca 2024 roku w czasopiśmie „Nature Astronomy”.
Główna autorka, Manisha Caleb z Instytutu Astronomii Uniwersytetu w Sydney powiedziała: Fakt, że sygnał powtarza się w tak spokojnym tempie jest niezwykły.
Ta niezwykła gwiazda neutronowa emituje światło radiowe w tempie, które jest zbyt wolne, aby pasowało do obecnych opisów zachowania radiowych gwiazd neutronowych. Zapewnia to lepszy wgląd w złożone cykle życia obiektów gwiazdowych.
Pod koniec swojego życia duże gwiazdy o masie około 10 mas Słońca zużywają całe paliwo i dochodzi do spektakularnego wybuchu, który nazywamy supernową. W jego wyniku powstaje obiekt tak gęsty, że masa 1,4 masy naszego Słońca jest upakowana w kulę o średnicy zaledwie 20 kilometrów. Materia jest tam tak gorąca, że ujemnie naładowane elektrony są miażdżone przez dodatnio naładowane protony, a to co pozostaje, to ciało niebieskie złożone z bilionów neutralnie naładowanych cząstek – gwiazda neutronowa.
Gwiazdy neutronowe zazwyczaj wirują z zawrotną prędkością, a pełny obrót wokół własnej osi zajmuje im zaledwie sekundy lub nawet ułamki sekund. Teraz astronomowie z Uniwersytetu w Sydney i CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, czyli Organizacja Badań Naukowych i Przemysłowych Wspólnoty Narodów) odkryli zwarty obiekt powtarzający swój sygnał ze stosunkowo długim okresem, wynoszącym niecałą godzinę. Odkrycia dokonano za pomocą radioteleskopu ASKAP należącego do CSIRO w Wajarri Yamaji Country w Australii Zachodniej. Radioteleskop ten może obserwować dużą część nieba jednocześnie, co oznacza, że może uchwycić rzeczy, których naukowcy nawet nie szukają.
Jednocześnie monitorowaliśmy źródło promieniowania gamma i poszukiwaliśmy szybkiego błysku radiowego, kiedy zauważyłem ten obiekt powoli migający w danych. Trzy bardzo różne rzeczy w jednym polu widzenia – powiedział dr Emil Lenc, współautor artykułu.
Pochodzenie tak długiego sygnału pozostaje tajemnicą, chociaż głównymi podejrzanymi są dwa typy gwiazd – 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 a RPA odegrał kluczową rolę w rozróżnieniu tych stanów. Gdyby sygnały nie pochodziły z tego samego punktu na niebie, nie uwierzylibyśmy, że emituje je ten sam obiekt – wskazała dr Caleb.
Podczas gdy samotny biały karzeł z niezwykle silnym polem magnetycznym mógłby wytworzyć obserwowany sygnał, zaskakujące jest to, że pobliskie samotne białe karły o wysokim polu magnetycznym nigdy nie zostały odkryte. I odwrotnie – gwiazda neutronowa z ekstremalnym polem magnetycznym może dość elegancko wyjaśnić obserwowaną emisję.
Chociaż prawdopodobnym wyjaśnieniem jest wolno wirująca gwiazda neutronowa, naukowcy stwierdzili, że nie mogą wykluczyć, iż obiekt jest częścią układu podwójnego z gwiazdą neutronową lub innym białym karłem. Konieczne będą dalsze badania. Tak czy inaczej – wiemy więcej o fizyce tych ekstremalnych obiektów.
Może to nawet skłonić nas do ponownego rozważenia obowiązujących koncepcji na temat gwiazd neutronowych lub białych karłów – w jaki sposób emitują fale radiowe i jaka jest ich populacja w naszej Galaktyce Drogi Mlecznej – powiedziała dr Caleb.
Profesor Tara Murphy, radioastronom stojąca na czele Szkoły Fizyki na Uniwersytecie w Sydney, powiedziała: Do czasu pojawienia się nowych teleskopów dynamiczne niebo radiowe było stosunkowo niezbadane. Teraz jesteśmy w stanie zajrzeć naprawdę głęboko i często obserwujemy niezwykłe zjawiska. Wydarzenia te dają nam wgląd w to, jak fizyka działa w ekstremalnych środowiskach.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Slow-spinning radio neutron star breaks all the rules
- An emission-state-switching radio transient with a 54-minute period
Źródło: CSIRO
Na ilustracji: Artystyczna wizja radioteleskopu ASKAP należącego do CSIRO z dwiema wersjami tajemniczego obiektu niebieskiego – gwiazdą neutronową i białym karłem. Źródło: Carl Knox/OzGrav
