Rejtélyes kitörések egy neutroncsillagon

768

A pulzárok gyorsan forgó neutroncsillagok, nagytömegű csillagok szupernóva-robbanásának maradványai, a katasztrófát elszenvedő objektum magjának kollapszusa során jönnek létre. Átlagos méretük mindössze 30 kilométer körüli, de mágneses terük milliárdszorosan haladhatja meg a Napét. Van a pulzároknak azonban egy olyan osztálya, amely tagjainak mágneses tere még ezt az óriási értéket is felülmúlja 1-3 nagyságrenddel. A magnetárnak elnevezett objektumokat óriási röntgen- és gammakitörések (flerek) jellemzik, melyek oka a rendkívül erős mágneses tér. Elméleti vizsgálatok ugyanis azt jelzik, hogy az anyag erősen turbulens viselkedése miatt a mágneses tér a magnetárok belsejében legalább tízszer intenzívebb, mint a felszínükön, ez a különbség pedig deformálhatja a neutroncsillag kérgét. A kifele csökkenő térerősség a kéreg fűtéséhez, illetve a részecskék felgyorsításához vezet, ami egy állandó röntgenemisszióban és az erre rakódó kitörésekben nyilvánul meg.

Az SGR 0418+5729 (SGR – Soft Gamma-ray Repeater) katalógusjelű neutroncsillagot 2009. június 5-én fedezték fel, amikor a Fermi űrteleszkóp gammakitörést detektált az objektum irányából. A Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) röntgenműholddal négy nappal később elkezdett és mintegy 100 napon keresztül folytatott megfigyelések szerint a sporadikus röntgenkitörések mellett egy állandó, 9,1 másodperces forgási periódusra utaló pulzációt mutató röntgenemisszió is jelen van, ami a magnetárokra jellemző viselkedés.

Fantáziarajz egy magnetárról és mágneses mezejéről, ami kívül egyszerű dipóltér, belül azonban az anyag erős turbulenciája miatt nagyon bonyolult szerkezetű, s ennél fogva hihetetlen erősségű.
[ESA / Christophe Carreau]

A kisfrekvenciás elektromágneses hullámok és a nagyenergiájú részecskék kiáramlása miatt a neutroncsillagok folyamatosan energiát veszítenek, így forgásuk fokozatosan lassul. A Chandra és az XMM-Newton röntgenteleszkópok – melyek még akkor is képesek voltak mérni a pulzációs periódust, amikor a fluxus a felfedezéskori tizedére csökkent – 490 napot átfogó adatai szerint azonban az SGR 0418+5729 esetében nem volt mérhető csökkenés a rotáció ütemében.

Az, hogy a forgási periódus a majdnem másfél éves időszak alatt nem csökkent kimutatható mértékben, arra utal, hogy a már említett kisfrekvenciás hullámok gyengék, s így a felszíni mágneses tér is jóval gyengébb a vártnál. Ha viszont ez a helyzet, akkor a kutatás egyik résztvevője, Silvia Zane (University College London) szerint felvetődik a kérdés, hogy mi a forrása az állandó röntgenemissziónak és a kitöréseknek. Szintén érdekes probléma, hogy a Galaxist benépesítő gyenge terű neutroncsillagok esetében milyen arányban következhetnek be hasonló flerjelenségek, illetve az, hogy a belső és a felszíni mágneses tér erőssége mekkora mértékben térhet el úgy, hogy még ne okozzon instabilitást. A kutatás vezetője, Nanda Rea (Institut de Ciencies de l’Espai) szerint a kérdések megválaszolásában a Chandra és más műholdak további mérései segíthetnek, bár ha ezek alapján a felszíni mágneses térerősség esetleg még kisebbnek adódik, akkor az elméleti szakembereknek még mélyebbre kell ásni a rejtélyes objektum viselkedésének magyarázatáért.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science magazinban jelent meg.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás