Astronomi su po prvi put uspjeli snimiti neobičan mlaz nalik na ‘vrtnu prskalicu‘ koji izbija iz neutronske zvijezde.
S-oblikovana struktura nastaje zbog promjene smjera mlaza uzrokovane njihanja diska vrućeg plina oko zvijezde – procesa poznatog kao precesija, koji je do sada bio zabilježen kod crnih rupa, ali nikada kod neutronskih zvijezda.
Binarnim sustavima vladaju gravitacijske sile
Ovaj specifičan objekt nalazi se u binarnom sustavu Circinus X-1, udaljenom više od 30.000 svjetlosnih godina od Zemlje, nastao je iz jezgre masivne superdivovske zvijezde koja se urušila otprilike u isto vrijeme kada je Stonehenge izgrađen.
Tako je gust da žličica njegovog materijala teži koliko i Mount Everest.
Binarnim sustavima vladaju gravitacijske sile. Binarni sustavi sadrže dvije zvijezde koje su gravitacijski povezane. U slučaju Circinus X-1, jedna od tih zvijezda je neutronska zvijezda.
Neutronske zvijezde i crne rupe su kozmički monstrumi nastali kolapsom najvećih zvijezda u svemiru. Crne rupe su znatno masivnije i mogu se otkriti samo putem svojih gravitacijskih učinaka, dok se neutronske zvijezde, unatoč svojoj gustini, mogu izravno promatrati. One su među najekstremnijim objektima u svemiru, s unutrašnjostima gotovo potpuno sastavljenim od neutrona.
Snimanje mlaza iz neutronske zvijezde
Mlaz iz neutronske zvijezde uočila je ekipa astronoma sa Sveučilišta Oxford koristeći MeerKAT, radio teleskop u Južnoj Africi. Ovaj teleskop omogućio je stvaranje najdetaljnijih, visokorezolucijskih slika Circinus X-1.
Slike, predstavljene na Nacionalnom astronomskom sastanku na Sveučilištu Hull, uključuju prvu fotografiju S-oblikovanog mlaza iz potvrđene neutronske zvijezde – otkriće koje može pomoći u rasvjetljavanju ekstremne fizike ovog astronomskog fenomena.
Voditelj istraživanja Fraser Cowie istaknuo je da postoji još jedan sustav poznat po S-oblikovanim mlazovima, nazvan SS433, ali nedavni rezultati sugeriraju da je taj objekt vjerojatno crna rupa.
“Ovo je prvi put da smo vidjeli jasne dokaze o precesijskom mlazu iz neutronske zvijezde,” rekao je Cowie. “Dokazi su prisutni u simetričnom S obliku plazme koja emitira radio valove i u brzim, širokim udarnim valovima, koje može stvoriti samo mlaz koji mijenja smjer. Ovo će nam pružiti vrijedne informacije o ekstremnoj fizici koja stoji iza stvaranja mlaza, fenomenu koji još uvijek nije dobro razumljen.”
Ekstremna gravitacija i akrecija
Ogromna gustoća neutronske zvijezde stvara snažnu gravitacijsku silu koja odvaja plin iz zvijezde pratioca, stvarajući disk vrućeg plina oko nje koji spiralno pada prema površini.
Ovaj proces, nazvan akrecija, oslobađa ogromne količine energije, s više snage nego milijun Sunca. Dio te energije pokreće mlazove – uske zrake materijala koje izlaze iz binarnog sustava i putuju blizu brzine svjetlosti.
Nedavna poboljšanja MeerKAT teleskopa rezultirala su izvrsnom osjetljivošću i fotografijama visoke rezolucije. Tim je primijetio jasne dokaze S-oblikovane strukture, slične obliku vode koja prska iz vrtne prskalice, u mlazu Circinus X-1.
Prva zabilježena udarna zona
Istraživači su također otkrili pokretne završne udarne valove – prve zabilježene iz binarnog sustava koji emitira rendgenske zrake. To su područja gdje mlaz nasilno udara u okolni materijal, stvarajući udarni val.
Tim znanstvenika izmjerio je valove koji se kreću brzinom od približno 10% brzine svjetlosti, potvrđujući da su uzrokovani brzim mlazom, a ne sporijim vjetrom materijala iz zvijezda.
“Činjenica da ovi udarni valovi obuhvaćaju široki kut slaže se s našim modelom,” rekao je Cowie. “Tako imamo dva snažna dokaza koja nam govore da se mlaz neutronske zvijezde precesira.”
Mjerenje brzine udarnih valova također će pomoći astronomima razumjeti od čega je sastavljen mlaz koji ih uzrokuje.
Akceleratori čestica u svemiru
Udarni valovi djeluju kao akceleratori čestica u svemiru – proizvodeći visokoenergetske kozmičke zrake. Maksimalna energija čestica koje se mogu ubrzati ovisi o njihovoj brzini.
“Circinus X-1 je jedan od najsvjetlijih objekata na rendgenskom nebu i proučavan je više od pola stoljeća,” rekao je Cowie. “Ali unatoč tome, ostaje jedan od najzagonetnijih sustava koje poznajemo. Nekoliko aspekata njegovog ponašanja nije dobro objašnjeno, stoga je vrlo zadovoljavajuće pomoći baciti novo svjetlo na ovaj sustav, nadovezujući se na 50 godina rada drugih.”
Dodao je: “Sljedeći koraci će biti nastaviti pratiti mlazove i vidjeti mijenjaju li se tijekom vremena kako očekujemo. To će nam omogućiti preciznije mjerenje njihovih svojstava i nastaviti učiti više o ovom zagonetnom objektu.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
