Tento snímek pořízený observatoří XMM-Newton ESA ukazuje srdce zbytku supernovy RCW103. Nová neutronová hvězda se normálně točí docela rychle, ale její silné magnetické pole ji zpomalí. Ale magnetické pole to nemohlo udělat do 2 000 let, jak pozorovali astronomové.
Díky datům ze satelitu XMM-Newton ESA, tým vědců, kteří se blíže podívali na objekt objevený před více než 25 lety, zjistil, že je jako nikdo jiný v naší galaxii.
Objekt je v srdci zbytku supernovy RCW103, plynných zbytků hvězdy, která explodovala asi před 2 000 lety. Vezmeme-li v úvahu nominální hodnotu, RCW103 a jeho centrální zdroj se zdají být učebnicovým příkladem toho, co zbylo po explozi supernovy: bublina vypuzeného materiálu a neutronová hvězda.
Hluboké, nepřetržité pozorování 24,5 hodiny však odhalilo něco mnohem složitějšího a zajímavějšího. Tým z Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) z Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) v Miláně v Itálii zjistil, že emise z centrálního zdroje se mění s cyklem, který se opakuje každých 6,7 hodin. Toto je úžasně dlouhé období, desítky tisíckrát delší, než se očekávalo u mladé neutronové hvězdy. Také spektrální a časové vlastnosti objektu se liší od dřívějšího pozorování tohoto zdroje XMM-Newtonem v roce 2001.
"Chování, které vidíme, je obzvláště záhadné vzhledem k jeho mladému věku, méně než 2 000 let," řekla Andrea De Luca z IASF-INAF, hlavní autorka. "Připomíná to multimilionární zdroj." Po celá léta jsme měli pocit, že objekt je odlišný, ale nikdy jsme nevěděli, jak se liší až dosud. “
Objekt se nazývá 1E161348-5055, který vědci pohodlně přezdívali 1E (kde E znamená Einsteinovu observatoř, která objevila zdroj). Je umístěn téměř dokonale v centru RCW 103, asi 10 000 světelných let daleko v souhvězdí Norma. Téměř dokonalé vyrovnání 1E ve středu RCW 103 ponechává astronomům spíše jistotu, že se tito dva narodili ve stejné katastrofické události.
Když dojde k spálení hvězdy, která je nejméně osmkrát hmotnější než naše slunce, dojde k explozi v případě zvané supernova. Hvězdné jádro imploduje a vytváří hustou nugetu nazývanou neutronová hvězda nebo, pokud je dost hmoty, černá díra. Neutronová hvězda obsahuje asi hmotu slunce nabitou do koule jen asi 20 kilometrů napříč.
Vědci hledali roky pro periodicitu 1E, aby se dozvěděli více o jejích vlastnostech, jako je rychlost, jak se točí nebo zda má společníka.
"Naše jasné odhalení tak dlouhého období spolu se sekulární variabilitou v rentgenové emisi vede k velmi podivnému zdroji," řekla Patrizia Carúva z INAF, spoluautorka a vedoucí skupiny Milano Group. "Takové vlastnosti u 2000letého kompaktního objektu nám nechávají dva pravděpodobné scénáře, v podstatě zdroj, který je poháněn narůstajícím nebo magnetickým polem."
1E by mohl být izolovaný magnetar, exotická podtřída vysoce magnetizovaných neutronových hvězd. Zde působí magnetické siločáry jako brzda pro rotující hvězdu, uvolňující energii. Je známo asi tucet magnetarů. Magnetary se ale obvykle točí několikrát za minutu. Pokud se 1E točí jen jednou každých 6,67 hodin, jak ukazuje detekce periody, magnetické pole potřebné ke zpomalení neutronové hvězdy za pouhých 2000 let by bylo příliš velké na to, aby bylo věrohodné.
Standardní magnetické magnetické pole by mohlo tento trik zvládnout, pokud však disk s troskami, vytvořený zbylým materiálem explodované hvězdy, také pomáhá zpomalit rotaci neutronové hvězdy. Tento scénář nebyl nikdy pozorován a ukázal by na nový typ evoluce neutronových hvězd.
Alternativně může být dlouhá 6,67hodinová perioda orbitální periodou binárního systému. Takový obrázek vyžaduje, aby normální hmota s nízkou hmotností dokázala zůstat vázána na kompaktní objekt vytvořený explozí supernovy před 2000 lety. Pozorování umožňují doprovod poloviny hmotnosti našeho Slunce nebo dokonce menší.
Ale 1E by byl bezprecedentním příkladem nízkohmotného rentgenového binárního systému v jeho dětství, milionkrát mladšího než standardní rentgenové binární systémy se světelnými společníky. Mladý věk není jedinou zvláštností 1E. Cyklický vzorec zdroje je mnohem výraznější než ten, který byl pozorován u desítek nízkohmotných rentgenových binárních systémů vyžadujících nějaký neobvyklý proces podávání neutronových hvězd.
Jeho chování může vysvětlit dvojitý akreční proces: Kompaktní objekt zachycuje zlomek větru trpasličí hvězdy (akrece větru), ale je také schopen vytáhnout plyn z vnějších vrstev svého společníka, který se usadí v akrečním disku (disk navýšení). Takový neobvyklý mechanismus by mohl fungovat v rané fázi života nízkohmotného rentgenového binárního kódu, kterému dominují účinky počáteční, očekávané nebo orbitální excentricity.
"RCW 103 je záhadou," řekl Giovanni Bignami, ředitel CESR, Toulouse a spoluautor. "Prostě nemáme přesvědčivou odpověď na to, co způsobuje dlouhé rentgenové cykly." Když to zjistíme, naučíme se mnohem více o supernovách, neutronových hvězdách a jejich vývoji. “
Kdyby hvězda explodovala na severní obloze, mohla ji Kleopatra vidět a považovat ji za znamení svého nešťastného konce, řekla Carnete. Místo toho k explozi došlo hluboko na jižní obloze a nikdo ji nezaznamenal. Přesto je zdrojem dobrých znamení pro rentgenové astronomy, kteří doufají, že se dozvědí o hvězdném vývoji.
Původní zdroj: ESA News Release
