ESA röntgenvaatluskeskust XMM-Newton kasutavad astronoomid on tuvastanud väikese, ereda? Geminga nimelise neutronitähe pinnal, 500 valgusaasta kaugusel. Kuum koht on jalgpalliväljaku suurus ja selle põhjustab sama mehhanism, mis tekitab Geminga röntgenikiirte sabasid. See avastus tuvastab puuduva lüli Geminga röntgen- ja gammakiirguse vahel.
Neutronitähed on väikseim teadaolevat tüüpi tähed. Nad on massiivsete tähtede ülitihedad jäänused, mis hukkusid kataklüsmilistes plahvatustes, mida nimetatakse supernoovadeks. Nad on visatud kosmosest läbi nagu suurtükikuulid ja keerutatud raevukalt, magnetväljadega sadu miljardeid kordi tugevam kui Maa peal.
Geminga puhul sisaldab see kahurikuul Päikese massi poolteist korda, pigistades kera vaid 20 kilomeetri laiuseks ja ketramaks neli korda sekundis.
Gemingat ümbritseb pilv, mis askeldab elektrilaenguga osakestega. Neid osakesi juhib selle magnet- ja elektriväli. ESA XMM-Newtoni observatoorium oli juba avastanud, et osa neist osakestest väljutatakse kosmosesse, moodustades sabad, mis voolavad neutronitähe tagant mööda, kui see mööda haavab.
Teadlased ei teadnud, kas Geminga sabad on moodustatud elektronide poolt või nende kaksikute osakeste poolt, millel on vastupidine elektrilaeng, mida nimetatakse positroniteks. Sellegipoolest ootasid nad, et kui elektronid näiteks kosmosesse lüüakse, peaksid positronid olema suunatud neutronitähe enda suunas, nagu näiteks oma eesmärgi korral. Kui need osakesed löövad tähe pinnale, peaksid nad looma kuuma koha, piirkonna, mis on ümbrusest märkimisväärselt kuumem.
Rahvusvaheline astronoomide meeskond eesotsas Patrizia Caraveoga, IASF-CNR, Itaalia, on nüüd teatanud, et Geminga leidis sellise kuuma koha ESA XMM-Newtoni vaatluskeskuse abil.
Ligikaudu kahe miljoni kraadi temperatuuriga on see kuum koht ümbritseva pinna poole miljoni kraadi juures märkimisväärselt kuumem. Selle uue teose järgi on Geminga kuum koht vaid 60 meetri raadiuses.
"See kuum koht on jalgpalliväljaku suurune," ütles Caraveo, "ja see on väikseim objekt, mida meie Päikesesüsteemist kunagi avastatud on." Selle suuruse üksikasju saab praegu mõõta ainult Kuul ja Marsil ning isegi siis ainult nende ümber orbiidil asuvast kosmoselaevast.
Kuuma koha olemasolu kahtlustati 1990ndate lõpus, kuid alles nüüd näeme seda "elavana", kiirgamas Geminga pöörlemisel röntgenikiirgust tänu ESA röntgenikiirguse vaatluskeskuse XMM-Newtoni ülitundlikkusele.
Meeskond kasutas Euroopa fotonikujunduskaameraid (EPIC), et viia läbi Geminga uuring, mis kestis umbes 28 tundi järjest ning registreerida iga röntgenifoto saabumisaeg ja energia, mida Geminga kiirgab XMM-Newtoni haardeulatusest.
“Kokku oli see 76 850 röntgenograafiat? kaks korda rohkem, kui on kogutud kõigi varasemate Geminga vaatluste järgi, alates Rooma impeeriumi ajast, “ütles Caraveo.
Geminga pöörlemiskiiruse ja iga footoni saabumise aja tundmine tähendas, et astronoomid said tuvastada, millised footonid tulevad neutronitähe igast alast selle pöörlemisel.
Tähe eri piirkondadest pärit footonite võrdlemisel leidsid nad, et värvus on nende energiale vastav röntgenikiirguse kiirus muutus Geminga pöörlemisel. Eelkõige võisid nad selgelt näha selget värvimuutust, kui kuuma punkt tuli nähtavale ja kadus siis tähe taha.
See uurimistöö sulgeb lõhe neutronitähtede röntgen- ja gammakiirguse vahel. XMM-Newton on näidanud, et mõlemad võivad pärineda sama füüsilise mehhanismi kaudu, nimelt laetud osakeste kiirendusel nende degenereerunud tähtede magnetosfääris.
"XMM-Newtoni Geminga vaatlus on olnud eriti viljakas," ütles Norbert Schartel, ESA XMM-Newtoni projekti teadlane. "Eelmisel aastal andis see allika sabade avastuse ja nüüd on see leidnud oma pöörleva kuuma koha."
Caraveo rakendab seda uut tehnikat juba ka teiste pulseerivate neutronitähtede suhtes, mida XMM-Newton vaatleb kuumade kohtade otsimisel. See uurimistöö kujutab endast olulist uut vahendit neutronitähtede füüsika mõistmiseks.
Algne allikas: ESA pressiteade
