Pionirski koraci u rendgenskoj astronomiji
Wilhelm Röntgen je 1895. godine otkrio rendgenske zrake i pritom ih iskoristio za vizualizaciju kostiju u ruci svoje supruge, čime je započela revolucionarna era u dijagnostičkim medicinskim alatima. Dva rendgenska svemirskih teleskopa udružili su svoje snage kako bi razotkrili magnetska polja koja formiraju “kosti” izvanredne strukture u obliku ruke u svemiru. Zajedničkim snagama, ovi teleskopi pružaju uvid u ponašanje zvijezde koja je doživjela kolaps, a koja i dalje ostaje živa kroz izbijanje čestica energizirane materije i antimaterije.
Transformacija divovske zvijezde u neutronsku zvijezdu
Otprilike prije 1.500 godina, jedna divovska zvijezda unutar naše galaksije iscrpila je svoje nuklearno gorivo. Kad se to dogodilo, zvijezda se urušila, transformirajući se u iznimno gust objekt poznat kao neutronsku zvijezdu.
Rotirajuće neutronski zvijezde sa snažnim magnetskim poljima, poznate kao pulsari, omogućavaju istraživanje ekstremnih kozmičkih uvjeta, neostvarivih na Zemlji. Mladi pulsari mogu stvarati mlazove tvari i antitvari koji se odvajaju od njihovih polova, stvarajući pri tome intenzivan vjetar i formirajući takozvanu “pulsar wind nebulu” – “pulsarsku vjetrenu maglicu“.
Godine 2001., NASA-in rendgenski teleskop Chandra prvi je puta zabilježio pulsar PSR B1509-58, otkrivši da maglica (poznata kao MSH 15-52) neobično nalikuje ljudskoj ruci. Pulsar se nalazi u području koje odgovara “dlanu” ove nebeske ruke. MSH 15-52 locirana je na udaljenosti od 16.000 svjetlosnih godina od Zemlje.
Najnoviji NASA-in rendgenski teleskop
Najnoviji NASA-in rendgenski teleskop, Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), promatrao je MSH 15-52 tijekom otprilike 17 dana, što je najduže razdoblje promatranja jednog objekta otkako je lansiran u prosincu 2021. godine.
“Podaci koje nam pruža IXPE omogućuju nam kreiranje prve karte magnetskog polja ‘ruke'”, izjavio je Roger Romani sa Sveučilišta Stanford u Kaliforniji, koji je predvodio ovo istraživanje. “Naelektrizirane čestice koje generiraju rendgenske zrake kretaju se duž linija magnetskog polja, definirajući osnovnu strukturu maglice, baš kao što kosti definiraju strukturu ljudske ruke.”
IXPE pruža podatke o orijentaciji električnog polja rendgenskih zraka, koja je direktno uvjetovana magnetskim poljem izvora rendgenskih zraka, fenomen poznat kao polarizacija rendgenskih zraka. U velikim područjima MSH 15-52, stupanj polarizacije doseže iznenađujuće visoke razine, dostižući maksimalne vrijednosti predviđene teorijskim radom. Da bi se postigla takva jačina, magnetsko polje mora biti izuzetno ravno i jednoliko, što ukazuje na nisku razinu turbulencija u tim područjima maglice.
Rendgenska astronomija
“Većina nas je upoznata s upotrebom rendgenskih zraka kao dijagnostičkim alatom u medicini”, dodala je suautorica Josephine Wong, također sa Sveučilišta Stanford. “Ovdje primjenjujemo rendgenske zrake na jedinstven način, ali one nam i dalje otkrivaju informacije koje bi inače bile skrivene od naših pogleda.”
Posebno intrigantna karakteristika MSH 15-52 je sjajan rendgenski mlaz koji se proteže od pulsara prema “zapešću” na dnu fotografije. Novi podaci koje je prikupio IXPE otkrivaju da je polarizacija na početku mlaza niska, vjerojatno zbog turbulentnih uvjeta i kompleksnih, isprepletenih magnetskih polja koja su povezana s generiranjem visokoenergetskih čestica. Prema kraju mlaza, linije magnetskog polja izgledaju da se ispravljaju i postaju uniformnije, što dovodi do značajnog povećanja polarizacije.
Iz ovih rezultata možemo zaključiti da čestice dobivaju dodatnu energiju u kompleksnim turbulentnim regijama blizu pulsara, na “dlanu”, a zatim putuju prema područjima gdje je magnetsko polje ujednačenije, duž “zapešća”, “prstiju” i “palca”.
“Otkrili smo životnu povijest čestica materije i antimaterije izuzetno visoke energije u okolini pulsara”, zaključio je suautor Niccolò Di Lalla, također sa Sveučilišta Stanford. “Ovo nam pruža vrijedne informacije o tome kako pulsari mogu djelovati kao akceleratori čestica.”
IXPE je također zabilježio slična magnetska polja oko druge zvijezde koja je eksplodirala u supernovu u istom području neba prije nekoliko tisuća godina. Ova otkrića, uz prethodna promatranja Chandra teleskopa, pomažu znanstvenicima bolje razumjeti dinamiku oko pulsara, ali i njihovu ulogu u svemiru.
Nadalje, tim istraživača vjeruje da će kombinacija podataka iz Chandra i IXPE teleskopa pružiti bolji uvid u kompleksnu fiziku koja stoji iza ovih fenomena, s potencijalom otkrivanja novih nebeskih čuda. “Svaki put kada otvorimo novo ‘prozor’ u svemir, mi smo iznenađeni”, zaključio je Romani. “Ova ‘svemirska ruka’ je samo još jedan primjer kako svemir nikada ne prestaje zadivljivati.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
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.
