Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Na „kosmicznym cmentarzu” znaleziono nieznaną klasę pulsarów

Recommended Posts

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył nowy rodzaj gwiazdy neutronowej. Gwiazda obraca się niezwykle powoli. Jej jeden obrót trwa 76 sekund. I jest unikatowa, gdyż znajduje się na „kosmicznym cmentarzu”, z którego nie powinny dobiegać do nas żadne sygnały. Początkowo członkowie zespołu MeerTRAP zarejestrowali pojedynczy impuls by następnie, wykorzystując jednocześnie wykonywane 8-sekundowe obrazy nieba, potwierdzić pozycję niezwykłej gwiazdy.

Gwiazdy neutronowe to niezwykle gęste pozostałości po eksplozjach supernowych. Obecnie znamy około 3000 takich gwiazd w naszej galaktyce. Nowo odkryta gwiazda jest wyjątkowa. Odkrywcy sądzą, że może ona należeć do magnetarów o bardzo długi okresie. To przewidziana teoretycznie klasa gwiazd o ekstremalnie potężnych polach magnetycznych.

Mamy olbrzymie szczęście, że impuls radiowy z gwiazdy przeciął Ziemię, mówi kierująca badaniami doktor Manisha Caleb z University of Sydney. Jest więc prawdopodobne, że w naszej galaktyce istnieje znacznie więcej tak wolno obracających się gwiazd neutronowych. Miałoby to olbrzymie znaczenie dla naszego rozumienia narodzin i ewolucji takich gwiazd. Większość badań nad pulsarami nie jest zaprojektowana, by szukać gwiazd o tak długim okresie, więc nie wiemy, ile takich gwiazd może istnieć, dodaje uczona.

Nowo odkryta gwiazda, PSR J0901-4046 emituje co najmniej siedem różnych rodzajów impulsów, z których część emitowana jest regularnie. Sygnały te mają cechy charakterystyczne pulsarów, magnetarów o bardzo długim okresie, a nawet szybkich rozbłysków gamma (FRB).

To pierwsza znana nam gwiazda z nowej klasy gwiazd neutronowych. Kwestią otwartą pozostają pytania, jak i czy w ogóle jest ona powiązana z innymi klasami, dodaje doktor Caleb.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie z University of Berkeley poinformowali, że odkryta w 2017 roku gwiazda neutronowa jest nie tylko jednym z najszybciej obracających się pulsarów w Drodze Mlecznej. Pochłonęła ona niemal całą masę towarzyszącej jej gwiazdy, stając się najbardziej masywną ze wszystkich znanych nam gwiazd neutronowych.
      Pulsar PSR J0952-0607 obraca się 707 razy na sekundę, a jego masa wynosi aż 2,35 mas Słońca. Gdyby była nieco bardziej masywna, całkowicie by się zapadła, tworząc czarną dziurę Jej badania pozwolą na lepsze zrozumienie ekstremalnego środowiska tych niezwykle gęstych obiektów. Niewiele wiemy o tym, jak materia zachowuje się w tak gęstych miejscach, jak jądro atomu uranu. Gwiazda neutronowa przypomina takie wielkie jądro, mówi profesor Alex Filippenko.
      Gwiazdy neutronowe są tak gęste, że 1 cm3 ich materii waży około miliarda ton. Są więc najbardziej gęstymi obiektami we wszechświecie. Zaraz po czarnych dziurach. Tych jednych, ukrytych za horyzontem zdarzeń, nie jesteśmy w stanie badać.
      PSR J0952-0607 to tzw. „czarna wdowa”. To oczywiste odniesienie do pająków czarnych wdów, wśród których samica pożera po kopulacji znacznie mniejszego samca. Filippenko i profesor Roger W. Romani od ponad dekady badają systemy „czarnych wdów”, starając się określić górną granicę masy, jaką może osiągnąć pulsar.
      Dzięki połączeniu pomiarów z wielu systemów czarnych wdów, stwierdziliśmy, że gwiazda neutronowa może osiągnąć masę 2,35 ± 0,17 masy Słońca, stwierdza Romani. Jeśli zaś jest to granica limitu masy gwiazdy neutronowej, gwiazda taka zbudowana jest prawdopodobnie z mieszaniny neutronów oraz kwarków górnych i dolnych, ale nie z egzotycznej materii, takiej jak kwarki dziwne czy kaony. Taki limit wyklucza wiele proponowanych stanów materii, szczególnie egzotycznej materii we wnętrzu gwiazdy, dodaje Romani.
      Naukowcy są generalnie zgodni co do tego, że gwiazdy, których masa jądra przekracza 1,4 masy Słońca, zapadają się pod koniec życia, tworząc gęsty kompaktowy obiekt, w którego wnętrzu panuje tak wysokie ciśnienie, że wszystkie atomy tworzą mieszaninę neutronów i kwarków. Powstają w ten sposób gwiazdy neutronowe, które od początku istnienia obracają się. I mimo że w świetle widzialnym świecą zbyt słabo, byśmy mogli je dostrzec, emitują impulsy radiowe, promieniowania rentgenowskiego, a nawet promieniowania gamma, które omiatają Ziemię na podobieństwo latarni morskiej.
      Zwykłe pulsary obracają się z prędkością około 1 obrotu na sekundę. Zjawisko to łatwo wyjaśnić naturalnym obrotem gwiazdy z okresu, przed jej zapadnięciem się. Znamy jednak pulsary obracające się znacznie szybciej, nawet do 1000 razy na sekundę. To tak zwane pulsary milisekundowe. Tak szybki obrót trudno jest wytłumaczyć bez odwoływania się do materii z gwiazdy towarzyszącej, która je wchłaniania przez pulsar i napędza jego ruch.  Jednak w przypadku niektórych pulsarów milisekundowych nie potrafimy wykryć ich towarzysza. Jedno z wyjaśnień mówi, że już go nie ma, gdyż pulsar wchłonął całą jego materię.
      Naukowcy mówią, że gdy towarzysz gwiazdy neutronowej starzeje się i staje się czerwonym olbrzymem, pochodząca z niego materia opada na pulsar, który zaczyna się coraz szybciej obracać. Z obracającej się gwiazdy wydobywa się wiatr cząstek, który uderza w czerwonego olbrzyma i obdziera go z materii. Ten samonapędzający się proces może trwać do czasu, aż czerwony olbrzym skurczy się do wielkości planety, a nawet całkowicie zniknie. Tak właśnie ma dochodzić do pojawienia się samotnych pulsarów milisekundowych.
      Pulsar PSR J0952-0607 potwierdza tę hipotezę. Jego towarzyszem jest niewielka gwiazda, która właśnie traci materię i zbliża się do granicy masy planety, a z czasem może całkowicie zniknąć. Obecnie jej masa jest zaledwie 20-krotnie większa od masy Jowisza, ma więc masę 2% masy Słońca. Znajduje się w obrocie synchronicznym względem pulsara, czyli jest zwrócona do niego zawsze tą samą stroną. Przez to temperatura tej strony wynosi ok. 6000 stopni Celsjusza i sama gwiazda świeci na tyle mocno, że można ją dostrzec za pomocą teleskopu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gwiazdy neutronowe są źródłem najpotężniejszych pól magnetycznych we wszechświecie. Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk donieśli właśnie, że satelita Insight-HXMT zaobserwował gwiazdę o najpotężniejszej indukcji magnetycznej na powierzchni. Z pomiarów wynika, że indukcja na powierzchni gwiazdy znajdującej się w układzie podwójnym Swift J0243.6+6124 wynosi gigantyczne 1,6 miliarda tesli. Dotychczasowy rekord, zmierzony w 2020 roku, wynosił 1 miliard tesli.
      O tym, o jak olbrzymich wartościach mówimy niech świadczy fakt, że indukcja potężnych magnesów wykorzystywanych w akceleratorach cząstek czy reaktorach fuzyjnych wynosi kilkanaście tesli. A indukcja pola magnetycznego na powierzchni Ziemi to... 0,000065 tesli. Indukcja magnetyczna Swift J0243.6+6124 jest więc 24 biliony razy większa.
      Wspomniany układ podwójny składa się z gwiazdy neutronowej oraz jej towarzysza. Potężna grawitacja gwiazdy neutronowej wyciąga z jej towarzysza gaz, który opada na gwiazdę neutronową, tworząc wokół dysk akrecyjny. Plazma z dysku akrecyjnego opada wzdłuż linii pola magnetycznego na powierzchnię gwiazdy, podążając do biegunów magnetycznych, gdzie wywołuje silne promieniowanie rentgenowskie emitowane w wąskich wiązkach wzdłuż biegunów magnetycznych. Jako że gwiazda się obraca, obserwator widzi pulsujące promieniowanie magnetyczne, stąd taki układ nazywa się pulsarem rentgenowskim.
      Z wielu badań wiemy, że energia absorpcji linii promieniowania rentgenowskiego z takiego pulsara odpowiada indukcji magnetycznej na powierzchni gwiazdy neutronowej. Dzięki temu możemy mierzyć tę indukcję badając promieniowanie emitowane przez gwiazdę.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie z University of Wisconsin-Milwaukee odnaleźli najzimniejszego i najsłabiej świecącego białego karła. Gwiazda jest tak zimna, że znajdujący się w niej węgiel skrystalizował i powstał olbrzymi diament wielkości Ziemi.
      To naprawdę niezwykły obiekt. Uważamy, że w przestrzeni kosmicznej znajduje się wielka liczba starych białych karłów. Trudno je zobaczyć i nie wiemy, gdzie patrzeć. Nie jest możliwe natrafienie bezpośrednio na nie - mówi profesor David Kaplan.
      Białe karły to niezwykle gęste obiekty, które są ostatnim etapem życia gwiazd podobnych do Słońca. Składają się głównie z węgla i tlenu. Stygną i gasną przez miliardy lat. Białe karły trudno jest jednak badać, gdyż ich odnalezienie jest niemal niemożliwe.
      Wspomniany biały karzeł, który liczy sobie 11 miliardów lat, został odnaleziony dzięki Green Bank Telescope oraz Very Long Baseline Array. Teleskopy te nie pozwoliły na bezpośrednią obserwację białego karła. Urządzenia badały milisekundowego milisekundowego pulsara PSR J2222-0137, który obraca się z prędkością 30 razy na sekundę.
      Obserwacje ujawniły, że pulsar jest grawitacyjnie powiązany z innym obiektem, z którym obiegają się nawzajem w ciągu 2,45 dnia. Obiekt ten to gwiazda neutronowa lub, co bardziej prawdopodobne, niezwykle zimny biały karzeł.
      Obserwacje pozwoliły na precyzyjne określenie pozycji pulsara. Znamy jego pozycję z dokładnością lepszą niż 1 piksel - mówi profesor Kaplan. To z kolei daje nadzieję, że uda się bezpośrednio zaobserwować towarzyszącego mu białego karła. Uczeni stwierdzili dotychczas, że masa pulsara wynosi 1,2 masy Słońca, a masa białego karła to 1,05 masy Słońca. Mimo, że towarzysza pulsara ciągle nie zaobserwowano, to jego kołowa orbita stanowi dodatkowy dowód, że to biały karzeł. Gwiazdy neutronowe mają orbity eliptyczne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gwiazdy neutronowe to najbardziej gęste – nie licząc czarnych dziur – obiekty we wszechświecie. Centymetr sześcienny ich materii waży miliony ton. Naukowcy wciąż je badają próbując znaleźć odpowiedzi na wiele pytań. Chcieliby np. dowiedzieć się, jak wyglądają neutrony ściśnięte tak potężnymi siłami czy gdzie leży granica pojawienia się czarnej dziury.
      Naukowcy używający Green Bank Telescope donieśli właśnie o odkryciu najbardziej masywnej gwiazdy neutronowej. Pulsar J0740+6620 ma masę 2,17 większą od masy Słońca, a całość jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 30 kilometrów. To bardzo ważne odkrycie, gdyż z danych dostarczonych przez detektor LIGO, który zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wynika, iż 2,17 masy Słońca to bardzo blisko granicy powstania czarnej dziury.
      Gwiazdy neutronowe są tajemnicze i fascynujące. Te obiekty wielkości miasta przypominają ogromne jądro atomowe. Są tak masywne, że mają dziwaczne właściwości. Gdy dowiemy się, jaka może być ich maksymalna masa, poznamy wiele niedostępnych obecnie faktów z astrofizyki, mówi doktorant Thankful Cromartie.
      Pulsar J0740+6620 tworzy układ podwójny z białym karłem. To właśnie dzięki temu udało się precyzyjnie określić jego masę. Pulsary emitują bowiem z obu biegunów fale radiowe. Emisja ma miejsce w bardzo regularnych odstępach. Jako, że wspomniany pulsar ma towarzysza, to gdy z ziemskiego punktu widzenia znajduje się za nim, obecność białego karła zagina przestrzeń, co powoduje pojawienie się zjawiska znanego jako opóźnienie Shapiro. Z powodu obecności obiektu zniekształcającego przestrzeń, sygnał radiowy musi przebyć nieco dłuższą drogę, by dotrzeć do Ziemi. W omawianym przypadku opóźnienie wynosi około 10 milisekund. To wystarczy, by na tej podstawie wyliczyć masę białego karła. Gdy już ją znamy, z łatwością da się wyliczyć masę towarzyszącego mu pulsara.
      Położenie tego układu podwójnego względem Ziemi stworzyło nam wyjątkową okazję. Istnieje granica, poza którą gęstość we wnętrzu gwiazd neutronowych jest tak wielka, iż grawitacja przezwycięża materię i gwiazda dalej się zapada. Każda kolejna „rekordowo masywna” gwiazda neutronowa, którą odkrywamy, przybliża nas do odkrycia tej granicy i pozwala lepiej zrozumieć zjawiska fizyczne zachodzące przy tak olbrzymich gęstościach, mówi astronom Scott Ransom.
      Badania były prowadzone w ramach programu NANOGrav Physics Frontiers Center.


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niezwykła emisja w podczerwieni, pochodząca z pobliskiej gwiazdy neutronowej, może wskazywać, że obiekty takie mają nieznane nam dotychczas właściwości. Istnienie tej emisji może wskazywać, że gwiazda jest otoczona dyskiem pyłu, inna możliwość to wiatr o dużej energii wiejący od gwiazdy i zderzający się z gazem w przestrzeni międzygwiezdnej.
      Gwiazdy neutronowe są zwykle badane w paśmie radiowym oraz w pasmach o wysokich energiach, jak np. w paśmie promieniowania X.  Teraz amerykańsko-turecki zespół wykazał, że wiele interesujących informacji można zdobyć, badając je w podczerwieni.
      Ta konkretna gwiazda neutronowa należy do grupy siedmiu pobliskich pulsarów, zwanych Wspaniałą Siódemką, które są cieplejsze niż powinny, jeśli weźmiemy pod uwagę ich wiek i pozostałe zapasy energii. Wokół gwiazdy RX J0806.4-4123 zaobserwowaliśmy szeroki obszar emisji w podczerwieni rozciągający się na odległość około 200 j.a. od pulsaru, mówi główna autorka badań, profesor Bettina Posselt z Pennsylvania State University.
      To pierwsza gwiazda neutronowe, której tak szeroko emitowany sygnał jest widoczny tylko w podczerwieni. Jedna hipoteza mówi, że wokół gwiazdy znajduje się materiał pozostały po eksplozji supernowej. Interakcja tego materiału z gwiazdą neutronową może rozgrzać pulsar i go spowolnić. Jeśli ta hipoteza się potwierdzi, zmieni się nasze rozumienie ewolucji gwiazd neutronowych, stwierdza Posselt.
      Drugie możliwe wyjaśnienie to istnienie plerionu, czyli mgławicy wiatru pulsarowego. Do zaistnienia plerionu konieczne jest pojawienie się wiatru pulsarowego. Wiatr taki może powstawać, gdy cząstki są przyspieszane w polu elektrycznym obracającej się gwiazdy neutronowej. Gdy gwiazda taka przemieszcza się przez przestrzeń szybciej niż prędkość dźwięku, dochodzi do interakcji pomiędzy wiatrem pulsarowym a materią międzygwiezdną. Cząstki emitują wówczas promieniowanie synchrotronowe i widzimy sygnał w podczerwieni. Zwykle mgławice wiatru pulsarowego są widoczne w zakresie promieniowania X. Istnienie plerionu widocznego tylko w podczerwieni to coś niezwykłego i ekscytującego, wyjaśnia uczona.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...