Astronomové využívající rentgenovou observatoř ESA XMM-Newton detekovali malé jasné světlo? na povrchu neutronové hvězdy zvané Geminga, vzdálené 500 světelných let. Hot spot je velikost fotbalového hřiště a je způsoben stejným mechanismem produkujícím rentgenové ocasy Gemingy. Tento objev identifikuje chybějící spojení mezi rentgenovou a gama emisí z Gemingy.
Neutronové hvězdy jsou nejmenší známé hvězdy. Jsou to velmi husté zbytky hmotných hvězd, které zahynuly při kataklyzmatických výbuchech zvaných supernovy. Byli hodeni vesmírem jako dělové koule a zběsile se roztočili, magnetická pole byla stovky miliardkrát silnější než Země.
V případě Gemingy obsahuje tato dělová koule jeden a půlnásobek hmotnosti Slunce, vytlačená do koule o průměru pouhých 20 kilometrů a každou sekundu se točí čtyřikrát.
Geminga obklopuje mrak s elektricky nabitými částicemi. Tyto částice jsou ovčeny svými magnetickými a elektrickými poli. Hvězdárna ESA XMM-Newton ESA již objevila, že některé z těchto částic jsou vypuzovány do vesmíru a vytvářejí ocasy, které se protékají za neutronovou hvězdou, když se vrhá.
Vědci nevěděli, zda Gemingovy ocasy jsou tvořeny elektrony nebo jejich dvojčaty s opačným elektrickým nábojem, které se nazývají pozitrony. Přesto očekávali, že pokud jsou například elektrony nakopány do vesmíru, pak by pozitrony měly být vedeny dolů k samotné neutronové hvězdě, jako v „vlastním cíli“. Když tyto částice dopadnou na povrch hvězdy, měly by vytvořit horké místo, oblast podstatně teplejší než okolí.
Mezinárodní tým astronomů, vedený Patrizií Caridlom, IASF-CNR, Itálie, nyní oznámil odhalení takového horkého místa na Gemingě pomocí observatoře XMM-Newton ESA.
Při teplotě asi dvou milionů stupňů je toto horké místo podstatně teplejší než půl milionu stupňů okolního povrchu. Podle této nové práce je Gemingova horká lokalita v okruhu pouhých 60 metrů.
"Toto horké místo je velikost fotbalového hřiště," řekl Caroot, "a je nejmenším objektem, který kdy byl detekován mimo naši sluneční soustavu." Podrobnosti o této velikosti lze v současné době měřit pouze na Měsíci a Marsu, a to i tehdy, pouze z kosmické lodi na oběžné dráze kolem nich.
Přítomnost hot spotu byla podezřelá na konci 90. let, ale teprve nyní ji můžeme vidět „živě“, emitující rentgenové paprsky, když se Geminga otáčí, díky vynikající citlivosti rentgenové observatoře ESA XMM-Newton.
Tým použil evropské fotonové zobrazovací kamery (EPIC) k provedení studie Geminga, která trvala asi 28 po sobě následujících hodin a zaznamenávala čas příjezdu a energii každého rentgenového fotonu, který Geminga emitoval v rámci XMM-Newtonovy uchopení.
„Celkem to činilo 76 850 rentgenových snímků? dvakrát tolik, kolik jich bylo shromážděno všemi předchozími pozorováními Gemingy, od doby římské říše, “řekl Caroot.
Znalost rychlosti rotace Geminga a času každého příchodu fotonu znamenala, že astronomové mohli identifikovat, které fotony přicházejí z každé oblasti neutronové hvězdy, když se otáčí.
Když porovnali fotony pocházející z různých oblastí hvězdy, zjistili, že? Barva? rentgenového záření, které odpovídá jejich energii, se změnilo, když se Geminga otáčel. Zejména mohli jasně vidět zřetelnou změnu barvy, když se objevil horký bod a poté zmizel za hvězdou.
Tento výzkum uzavírá mezeru mezi rentgenovou a gama emisí neutronových hvězd. XMM-Newton ukázal, že oba mohou vznikat stejným fyzikálním mechanismem, jmenovitě zrychlením nabitých částic v magnetosféře těchto degenerovaných hvězd.
"Pozorování společnosti Geminga od XMM-Newton bylo obzvláště plodné," řekl Norbert Schartel, projektový vědec ESA pro XMM-Newton. "V loňském roce to přineslo objev zdrojových ocasů a nyní našlo své rotující hot spot."
Caroot již používá tuto novou techniku na další pulzující neutronové hvězdy pozorované XMM-Newton hledající horká místa. Tento výzkum představuje důležitý nový nástroj pro pochopení fyziky neutronových hvězd.
Původní zdroj: ESA News Release
