A fost măsurată pentru prima oară viteza jeturilor unei stele neutronice

Astronomii au găsit o modalitate de a măsura viteza jeturilor unei stele neutronice care se alimentează din materialul înconjurător.

Se speră că odată ce va fi făcut un număr mare de astfel de măsurători, va fi posibil să se răspundă la o întrebare care i-a preocupat pe astronomi încă de când au fost descoperite aceste jeturi: ce anume le accelerează atât de spectaculos? Conform unei teorii, acestea sunt accelerate de câmpurile magnetice din jurul stelei; o alta sugerează că însăși steaua le accelerează.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Multe găuri negre, în special cele supermasive (SMBH) din centrul galaxiilor, accelerează jeturi de material la viteze uimitoare. Este mai puțin cunoscut faptul că unele stele neutronice fac același lucru. Dr. Tom Russell, de la Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (Italia) a spus că chiar și piticele albe produc uneori jeturi.

Jeturile sunt produse de stelele neutronice care se alimentează, acelea care atrag treptat mai mult material asupra lor, de exemplu de la o stea parteneră dezmembrată de gravitația lor mai puternică. Doar o mică minoritate de stele neutronice fac acest lucru, dar asta tot înseamnă zeci de mii doar în Calea Lactee, punctează IFL Science.

Materialul din discul de acreție se rotește încet către interior până când cade pe steaua neutronică. „Este un proces foarte stabil și constant”, a spus Russell. Însă odată ce atinge steaua, materialul se acumulează până când ajunge la o densitate critică și suferă o explozie termonucleară, însoțită de radiații gamma și X. Cât de frecvent se întâmplă acest lucru depinde de ritmul de acreție și, posibil, de alți factori despre stea, dar în cazul 4U 1728-34, aceste explozii au loc la fiecare câteva ore.

Care este viteza jeturilor unei stele neutronice?

Russell face parte dintr-o echipă care a realizat că, folosind o combinație de telescoape care funcționează la diferite lungimi de undă, pot folosi aceste explozii pentru a măsura viteza jeturilor unei stele neutronice.

„Explozia ne spune când au fost lansate jeturile și pur și simplu le cronometrăm pe măsură ce se deplasează în aval, exact ca și cum am cronometra un sprinter pe 100 de metri în timp ce se mișcă între blocul de start și linia de sosire”, a spus profesorul James Miller-Jones, de la Curtin University node of the International Center for Radio Astronomy Research.

Pentru a calcula viteza jeturilor unei stele neutronice trebuie să se cunoască distanța, precum și timpul. Russell a explicat că frecvența la care jetul radiază se schimbă odată cu distanța de la stea. „Prin câteva studii anterioare pe găuri negre și stele neutronice și teorie, putem calcula distanța la care se referă o anumită frecvență”, a spus el.

Punând toate aceste informații laolaltă, echipa a ajuns la un rezultat de 38% din viteza luminii (114.000 de kilometri pe secundă) pentru 4U 1728-34. Aceasta este incredibil de mică pe lângă găurile negre, despre ale căror jeturi se crede că depășesc 99% din viteza luminii. Dar dată fiind viteza de scăpare mult mai mică a unei stele neutronice, diferența nu este surprinzătoare.

Ce putem învăța despre Univers din acest studiu?

Descoperirea mai importantă ar trebui să vină odată cu extinderea lucrării la mai multe stele. „Dacă steaua însăși este responsabilă, ar trebui să vedem o relație directă între viteza unui jet și viteza de rotație a unei stele neutronice”, a spus Russell. Rotațiile stelelor neutronice sunt mult mai ușor de măsurat decât cele ale găurilor negre, făcând compararea ușoară. Dacă relația nu este găsită, câmpurile magnetice sunt probabil responsabile.

„Lucrul minunat la acest studiu este că este foarte reproductibil. Avem nevoie de două telescoape care să privească o stea neutronică în același timp, dar nu ne bazăm pe o mulțime de teorii pentru a obține rezultatul”, a spus Russell.

În acest caz, cele două telescoape au fost telescopul spațial de raze gamma Integral și Array-ul Compact Australian Telescope, un set de șase antene care pot opera împreună. Au fost necesare multe ore pentru a obține rezultatele, dar acest lucru poate scădea odată cu creșterea experienței.

Jeturile produse de SMBH-uri pot modela dezvoltarea unei galaxii, deci înțelegerea lor este și mai crucială.

„Cu toate că găurile negre și stelele neutronice au caracteristici fizice profund diferite, adică un orizont de evenimente versus o suprafață stelară, au fost identificate foarte puține diferențe între jeturile emise, dincolo de faptul că jeturile par să fie în general mai luminoase în sistemele cu găuri negre la o luminozitate similară a razelor X”, notează autorii, sugerând că lecțiile învățate aici pot avea aplicații mai largi.

Studiul este publicat în revista Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum a fost găsită cea mai veche galaxie „moartă”?

Luna ar fi fost deja colonizată în urmă cu cinci ani

Un satelit natural al planetei Jupiter produce zilnic 1.000 de tone de oxigen

Ce au descoperit astronomii din Galați atunci când au studiat o stea din constelația Fecioara?