Pulsar RX J0720.4-3125 jäädvustatud XMM-Newtoni poolt. Pilt suuremalt
ESA tiirleval röntgenteleskoobil, XMM-Newtoni kosmosevaatluskeskusel, on neutronitäht, mis on kontrolli alt väljas. Objekti üldine temperatuur ei muutu, see lihtsalt kipub ja kuvab siin Maa peal vaatlejatele aeglaselt erinevaid alasid - nagu vehkiv tipp. Need tähelepanekud aitavad astronoomidel mõista mõnda sisemist protsessi, mis seda tüüpi objekte reguleerib.
Kasutades ESA XMM-Newtoni röntgenikiirguse vaatluskeskuse andmeid, avastas rahvusvaheline astrofüüsikute grupp, et üks keerlev neutronitäht ei paista olevat selline stabiilne rotaator, mida teadlased eeldaksid. Need röntgenvaatlused lubavad anda uut teavet neutronitähtede termilise evolutsiooni ja lõpuks sisemise struktuuri kohta.
Keeravad neutronitähed, mida nimetatakse ka pulsaatoriteks, on üldiselt teadaolevalt väga stabiilsed rotaatorid. Tänu perioodilistele signaalidele, mida kiirgatakse kas raadios või röntgenkiirguse lainepikkuses, võivad nad olla väga täpsed astronoomilised kellad.
Teadlased leidsid, et viimase nelja ja poole aasta jooksul on ühe mõistatusliku objekti, nimega RX J0720.4-3125, temperatuur pidevalt tõusnud. Värsked tähelepanekud on siiski näidanud, et see suundumus on vastupidine ja temperatuur langeb.
Teadlaste sõnul ei põhjusta see efekt tegelikke temperatuurimuutusi, vaid hoopis muutuvat vaatamisgeomeetriat. RX J0720.4-3125 on tõenäoliselt "eeltöötlus", see tähendab, et see aeglaselt langeb ja seetõttu paljastab see aja jooksul vaatlejatele pinna erinevad piirkonnad.
Neutronitähed on tähe evolutsiooni üks lõpp-punkt. Kui meie Päikese omaga võrreldav mass piirdub 20–40 km läbimõõduga keraga, on nende tihedus isegi mõnevõrra suurem kui aatomituuma oma - miljard tonni kuupsentimeetri kohta. Varsti pärast sündi supernoova plahvatuses on nende temperatuur umbes 1 000 000 kraadi Celsiuse järgi ja suurem osa nende soojusemissioonist langeb elektromagnetilise spektri röntgenikiirgusse. Noored isoleeritud neutronitähed jahtuvad aeglaselt ja kulub miljon aastat, enne kui nad muutuvad röntgenikiirguses jälgimiseks liiga külmaks.
Neutronitähtedel on teadaolevalt väga tugevad magnetväljad, tavaliselt mitu triljonit korda tugevamad kui Maa oma. Magnetväli võib olla nii tugev, et see mõjutab soojusenergiat tähe sisemusest kooriku kaudu, mis viib tähepinna magnetiliste pooluste ümber kuumadeni.
Röntgenispektris domineerib nende kuumimate polaarkorkide kiirgus. On teada ainult mõned isoleeritud neutronitähed, millest saame otse jälgida tähe pinnalt eralduvat soojusemissiooni. Üks neist on RX J0720.4-3125, pöörlemisajaks umbes kaheksa ja pool sekundit. "Arvestades pikka jahutamise aja skaalat, oli seetõttu ülimalt ootamatu näha selle röntgenispektrit paari aasta jooksul," ütles uuringut juhtinud Frank Haberl Garchingi (Saksamaa) Max-Plancki Maavälise Füüsika Instituudist (Saksamaa). Grupp.
“On väga ebatõenäoline, et neutronitähe globaalne temperatuur nii kiiresti muutub. Pigem näeme tähepinna erinevaid alasid erinevatel aegadel. Seda täheldatakse ka neutronitähe pöörlemisperioodil, kui kuumad kohad liiguvad meie vaateväljast sisse ja välja ning seega muutub nende panus koguheitmetesse, ”jätkas Haberl.
Sarnast mõju palju pikema aja jooksul võib täheldada, kui neutronitähed pretsesseeruvad (sarnaselt ketrusotsaga). Sel juhul liigub pöördetelg ise koonuse ümber, mis viib vaatlusgeomeetria aeglase muutumiseni aastatega. Vaba pretsessiooni võib põhjustada tähe kerge deformatsioon täiuslikust sfäärist, mille põhjustaja võib olla väga tugev magnetväli.
RX J0720.4-3125 esimesel XMM-Newtoni vaatlusel 2000. aasta mais oli vaadeldud temperatuur minimaalne ja jahedam, suurem koht oli valdavalt nähtav. Teisalt, neli aastat hiljem (mai 2004) tõi pretsessioon vaatluse alla enamasti teise, kuumema ja väiksema koha, mis põhjustas täheldatud temperatuuri tõusu. See selgitab tõenäoliselt täheldatud temperatuuri ja õhusaaste piirkondade kõikumisi ning nende korrelatsiooni.
Haberl ja tema kolleegid töötasid oma töös välja RX J0720.4-3125 mudeli, mis selgitab paljusid omapäraseid omadusi, mida on seni olnud keeruline välja selgitada. Selles mudelis saadakse pikaajaline temperatuurimuutus kahe kuuma polaarkorgi erinevatest fraktsioonidest, mis avanevad tähepretsessioonidena umbes seitsme kuni kaheksa aasta jooksul.
Sellise mudeli toimimiseks peavad kahel kiirgaval polaarpiirkonnal olema erinevad temperatuurid ja suurused, nagu hiljuti soovitati isoleeritud neutronitähtede samasse klassi kuuluva teise liikme puhul.
Meeskonna sõnul on RX J0720.4-3125 ilmselt parim juhtum neutronitähe pretsessiooni uurimiseks tähepinnalt vahetult nähtava röntgenkiirguse kaudu. Pretsessioon võib olla võimas vahend neutronitähe sisemuse uurimiseks ja aine oleku tundmaõppimiseks tingimustes, mida me ei saa laboris luua.
Selle intrigeeriva objekti edasiseks jälgimiseks on kavandatud täiendavad XMM-Newtoni vaatlused. "Jätkame teoreetilist modelleerimist, mille kaudu loodame saada rohkem teada termilise evolutsiooni, selle konkreetse tähe magnetvälja geomeetria ja neutrontähtede sisemise struktuuri kohta üldiselt," tegi Haberl järelduse.
Algne allikas: ESA portaal
