Vilma
3 °C
11 °C

Rejtélyes kitörések egy neutroncsillagon

2010.10.26. 17:44
Egy nemzetközi kutatócsoport olyan pulzárt talált, ami a nagyságrendekkel erősebb mágneses térrel bíró magnetárokra jellemző hatalmas flereket és energiakitöréseket mutat.

A pulzárok gyorsan forgó neutroncsillagok, nagytömegű csillagok szupernóva-robbanásának maradványai, a katasztrófát elszenvedő objektum magjának összeesése során jönnek létre. Átlagos méretük mindössze 30 kilométer körüli, de mágneses terük milliárdszorosan haladhatja meg a Napét.

Van a pulzároknak egy olyan osztálya, amely tagjainak mágneses tere még ezt az óriási értéket is felülmúlja, akár három nagyságrenddel. A magnetárnak elnevezett objektumokat óriási röntgen- és gammakitörések jellemzik, melyek oka a rendkívül erős mágneses tér. Elméleti vizsgálatok azt jelzik, hogy az anyag erősen turbulens viselkedése miatt a mágneses tér a magnetárok belsejében legalább tízszer intenzívebb, mint a felszínükön, ez a különbség pedig deformálhatja a neutroncsillag kérgét. A kifelé csökkenő térerősség a kéreg fűtéséhez, illetve a részecskék felgyorsításához vezet, ami állandó röntgenemisszióban és az erre rakódó kitörésekben nyilvánul meg.

Fantáziarajz egy magnetárról és mágneses mezejéről, ami kívül egyszerű dipóltér, belül azonban az anyag erős turbulenciája miatt nagyon bonyolult szerkezetű, és ennél fogva hihetetlen erősségű. [ESA / Christophe Carreau]
Fantáziarajz egy magnetárról és mágneses mezejéről, ami kívül egyszerű dipóltér, belül azonban az anyag erős turbulenciája miatt nagyon bonyolult szerkezetű, és ennél fogva hihetetlen erősségű. [ESA / Christophe Carreau]

Az SGR 0418+5729 katalógusjelű neutroncsillagot 2009. június 5-én fedezték fel, amikor a Fermi űrteleszkóp gammakitörést detektált az objektum irányából. A Rossi X-Ray Timing Explorer röntgenműholddal négy nappal később elkezdett és 100 napon keresztül folytatott megfigyelések szerint a röntgenkitörések mellett egy állandó, 9,1 másodperces forgási periódusra utaló pulzáló röntgenemisszió is jelen van, ami a magnetárokra jellemző viselkedés.

A kisfrekvenciás elektromágneses hullámok és a nagyenergiájú részecskék kiáramlása miatt a neutroncsillagok folyamatosan energiát veszítenek, így forgásuk fokozatosan lassul. A Chandra és az XMM-Newton röntgenteleszkópok - melyek még akkor is képesek voltak mérni a pulzációs periódust, amikor a fluxus a felfedezéskori tizedére csökkent - 490 napot átfogó adatai szerint azonban az SGR 0418+5729 esetében nem volt mérhető csökkenés a forgás ütemében.

Az, hogy a forgási periódus a majdnem másfél éves időszak alatt nem csökkent kimutatható mértékben, arra utal, hogy a kisfrekvenciás hullámok gyengék, így a felszíni mágneses tér is jóval gyengébb a vártnál. Ha viszont ez a helyzet, akkor felvetődik a kérdés, hogy mi a forrása az állandó röntgenemissziónak és a kitöréseknek.

Szintén érdekes probléma, hogy a galaxist benépesítő gyenge terű neutroncsillagok esetében milyen arányban következhetnek be hasonló flerjelenségek, illetve az, hogy a belső és a felszíni mágneses tér erőssége mekkora mértékben térhet el úgy, hogy még ne okozzon instabilitást. A kutatás vezetője, Nanda Rea (Institut de Ciencies de l'Espai) szerint a kérdések megválaszolásában a Chandra és más műholdak további mérései segíthetnek, bár ha ezek alapján a felszíni mágneses térerősség még kisebbnek adódik, akkor az elméleti szakembereknek még mélyebbre kell ásni a rejtélyes objektum viselkedésének magyarázatáért.