Jak tedy vezmete teplotu jednoho z nejexotičtějších předmětů ve vesmíru? Neutronová hvězda (~ 1,35 až 2,1 solárních hmot, měří pouze 24 km napříč) je zbytek supernovy poté, co velká hvězda zemřela. Ačkoli nejsou dostatečně masivní, stávají se černou dírou, neutronové hvězdy stále akumulují hmotu, vytahují plyn od binárního partnera, často podstupují delší období vzplanutí.
Naštěstí můžeme pozorovat rentgenové erupce (pomocí přístrojů jako je Chandra), ale není to samotná erupce, která může odhalit teplotu nebo strukturu neutronové hvězdy.
Na konferenci AAS minulý týden, podrobnosti o výsledcích z rentgenové pozorovací kampaně MXB 1659-29, kvázi perzistentního rentgenového přechodného zdroje (tj. Neutronové hvězdy, která vzplanula po dlouhou dobu), odhalily některé fascinující poznatky fyzika neutronových hvězd, která ukazuje, že jak se zchladí kůra neutronové hvězdy, odhalí se složení krust a lze změřit teplotu těchto zbytků exotických supernov…
Během vzplanutí vzplanutí neutronové hvězdy generují rentgenové paprsky. Tyto rentgenové zdroje lze měřit a sledovat jejich vývoj. V případě MXB 1659-29, Ed Cackett (Univ. Z Michiganu) použil data z Rossiho rentgenového časovacího průzkumu NASA (RXTE) k monitorování chlazení neutronové hvězdné kůry po delší době rentgenového plamene. MXB 1659-29 vzplanul po dobu 2,5 roku, dokud se v září 2001 „nevypnul“. Od té doby byl zdroj pravidelně sledován pro měření exponenciálního snížení rentgenových emisí.
Proč je to důležité? Po dlouhém období rentgenového hoření se kůra neutronové hvězdy zahřeje. Předpokládá se však, že jádro neutronové hvězdy zůstane poměrně chladné. Když neutronová hvězda přestane hořet (jako narůstání plynu, doplňování erupce, uzavírání), dojde ke ztrátě zdroje topení pro kůru. Během tohoto období „klidu“ (bez vzplanutí) odhaluje klesající rentgenový tok z chladicí neutronové hvězdné kůry obrovské množství informací o vlastnostech neutronové hvězdy.
Během klidu budou astronomové pozorovat rentgenové paprsky emitované z povrchu neutronové hvězdy (na rozdíl od světlic), takže lze přímo měřit neutronovou hvězdu. Ve své prezentaci Cackett zkoumal, jak se rentgenový tok z MXB 1659-29 exponenciálně snížil a pak ustálil při konstantním toku. To znamená, že kůra se rychle ochladila po vzplanutí a nakonec dosáhla tepelné rovnováhy s jádrem neutronové hvězdy. Použitím této metody lze tedy odvodit teplotu jádra neutronové hvězdy.
Při zahrnutí dat z jiného rentgenového přechodového paprsku KS 1731-260 s neutronovou hvězdou, rychlosti ochlazování pozorované během počátku klidu naznačují, že tyto objekty mají dobře uspořádané krustální mříže s velmi malým počtem nečistot. Rychlý pokles teploty (od vzplanutí do klidového stavu) trvalo přibližně 1,5 roku, než bylo dosaženo tepelné rovnováhy s jádrem neutronové hvězdy. Další práce bude nyní prováděna s použitím dat Chandra, takže lze získat více informací o těchto rychle se otáčejících exotických objektech.
Náhle se mi neutronové hvězdy staly trochu méně záhadnými během 10minutového hovoru minulého úterý, miluji konference…
Související publikace:
- Chandra a Swiftova pozorování kvazi-perzistentního neutronového přechodu neutronové hvězdy EXO 0748-676 v klidu, Degenaar et al., 2008
- KRUHOVÁ CHLADICÍ KŘIVKA NEUTRON STAR V MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
