Το περιβάλλον έκπληξη ενός αινιγματικού άστρου νετρονίων

Μια ασυνήθιστη υπέρυθρη εκπομπή που ανιχνεύτηκε από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble από ένα κοντινό άστρο νετρονίων θα μπορούσε να υποδεικνύει ότι το πάλσαρ έχει χαρακτηριστικά που δεν είχαν ποτέ πριν παρατηρηθεί. Η παρατήρηση, από ομάδα ερευνητών του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Pennsylvania (Penn State), του Πανεπιστημίου Sabanci της Κωνσταντινούπολης και του Πανεπιστημίου της Arizona, θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα την εξέλιξη των άστρων νετρονίων – των αφάνταστα πυκνών υπολειμμάτων των πολύ μεγάλης μάζας άστρων μετά από μια έκρηξη υπερκαινοφανούς. Η μελέτη που περιγράφει την έρευνα και δυο πιθανές ερμηνείες για τα ασυνήθη ευρήματα δημοσιεύθηκε στο Astrophysical Journal.

«Αυτό το ιδιαίτερο άστρο νετρονίων ανήκει σε μια ομάδα επτά (πλησίον των ακτίνων-Χ) πάλσαρ – με το υποκοριστικό ‘Οι Υπέροχοι Επτά’ – που είναι θερμότερα από ότι θα έπρεπε να είναι, λαμβάνοντας υπόψη τις ηλικίες τους και τη διαθέσιμη δεξαμενή ενέργειας που παρέχεται από την απώλεια της ενέργειας περιστροφής», ανέφερε στην ιστοσελίδα του Penn State η Bettina Posselt, αναπληρώτρια καθηγήτρια έρευνας αστρονομίας και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Παρατηρήσαμε μια εκτεταμένη περιοχή υπέρυθρων εκπομπών γύρω από αυτό το άστρο νετρονίων – που αναφέρεται ως RX J0806.4-4123 – το ολικό μέγεθος της οποίας αποδίδεται σε περίπου 200 αστρονομικές μονάδες ή 2,5 φορές η τροχιά του Πλούτωνα γύρω από τον Ήλιο, στην θεωρούμενη απόσταση του πάλσαρ».

Είναι το πρώτο άστρο νετρονίων στο οποίο φαίνεται μια εκτεταμένη εκπομπή μόνο στην περιοχή του υπέρυθρου. Οι ερευνητές υποδεικνύουν δυο ενδεχόμενα που θα μπορούσαν να εξηγήσουν την εκτεταμένη υπέρυθρη εκπομπή που φαίνεται από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble:

Το πρώτο, είναι ότι υπάρχει ένας δίσκος υλικού – πιθανώς κυρίως σκόνη – που περιβάλλει το πάλσαρ. «Μια θεωρία είναι ότι θα μπορούσε να είναι αυτό που είναι γνωστό “περιστρεφόμενος δίσκος” υλικού που συνενώνεται γύρω από το άστρο νετρονίων μετά τον υπερκαινοφανή», αναφέρει η Posselt. «Ένας τέτοιος δίσκος θα πρέπει να συντίθεται με ύλη από τον πρόγονο, μεγάλης μάζας, αστέρα. Η αλληλεπίδραση που ακολουθεί με το άστρο νετρονίων θα μπορούσε να έχει θερμάνει το πάλσαρ και να επιβραδύνει την περιστροφή του. Εάν επιβεβαιωθεί ως ένας περιστρεφόμενος δίσκος υπερκαινοφανούς, το αποτέλεσμα θα μπορούσε να αλλάξει την γενική μας κατανόηση της εξέλιξης του άστρου νετρονίων».

Το δεύτερο ενδεχόμενο για την εξήγηση της εκτεταμένης υπέρυθρης εκπομπής από αυτό το άστρο νετρονίων, είναι ένα “νεφέλωμα πάλσαρ (παλμικού) ανέμου“. «Ένα νεφέλωμα πάλσαρ ανέμου θα απαιτούσε ότι το άστρο νετρονίων εμφανίζει έναν πάλσαρ (παλμικό) άνεμο», ανέφερε η Posselt. «Ένας πάλσαρ άνεμος μπορεί να παραχθεί όταν σωματίδια επιταχύνονται στο ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από τη γρήγορη περιστροφή ενός άστρου νετρονίων με ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Καθώς ένα άστρο νετρονίων κινείται μέσα στο διαστρικό μέσο με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτή του φωτός, μια δόνηση μπορεί να διαμορφωθεί εκεί όπου το διαστρικό μέσο και ο πάλσαρ άνεμος αλληλεπιδρούν. Τα δονούμενα σωματίδια θα πρέπει τότε να εκπέμπουν ακτινοβολία σύγχροτρον, προκαλώντας την εκτεταμένη υπέρυθρη εκπομπή που βλέπουμε. Γενικά, νεφελώματα πάλσαρ ανέμου φαίνονται στην περιοχή των ακτίνων-Χ και ένα νεφέλωμα πάλσαρ ανέμου μόνο στο υπέρυθρο θα είναι πολύ ασυνήθιστο και συναρπαστικό”.

Παρόλο που τα άστρα νετρονίων γενικά μελετώνται σε ραδιο-εκπομπές και σε εκπομπές υψηλής ενέργειας, όπως οι ακτίνες-Χ, η μελέτη αυτή δείχνει ότι νέα και ενδιαφέρουσα πληροφορία σχετικά με τα άστρα νετρονίων μπορεί επίσης να αποκτηθεί μελετώντας τα στην περιοχή του υπέρυθρου. Χρησιμοποιώντας το νέο Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb της NASA, που πρόκειται να εκτοξευθεί το 2021, οι αστρονόμοι θα μπορέσουν να εξερευνήσουν περαιτέρω αυτήν την ανακάλυψη που άνοιξε πρόσφατα χώρο στην περιοχή του υπέρυθρου για την καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης του άστρου νετρονίων.

Πηγή: Penn State

Περισσότερα στη δημοσίευση: Discovery of Extended Infrared Emission around the Neutron Star RXJ0806.4–4123. Astrophysical Journal.