Ферми изучава странна космическа двойка
Мисия: Fermi Gamma-ray Space Telescope

---

Увеличаване Милисекундния пулсар "PSR J1311 - 3430" переодично облъчва звезда-партньор, което е пагубно за нея. Image Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

В космоса съществуват странни бинарни звездни системи. Това са двойки, от които едната е нормална звезда, а другият компонент е бързовъртяща се неутронна звезда или пулсар. Ако те са достатъчно близо, това е с катастрофални последици за нормалната звезда. Астрономите са нарекли подобни двойки "Черни вдовици", като са направили аналогия с австралийския паяк, който изяжда своя партньор веднага след оплождането.

До момента, са известни 18 черни вдовици в Млечния път и гъстите кълбовидни звездни купове, които обикалят около нашата галактика. Една такава система е "PSR J1311 - 3430", тя е открита през 2012 год. и поставя рекорд за най - тясна двойка, единият компонент от която е една от най-тежките неутронни звезди, познати на науката. Спътникът на пулсара е бледа звезда, тежаща само десетина пъти масата на Юпитер и е около 60 процента по-голяма от него. Орбиталният период на тази странна двойка е само 93 минути. Първоначалните оценки са, че неутронната звезда тежи около 2,7 слънчеви маси, но по-новите изследвания редуцират масата до около две слънчеви маси, но това все още я прави една от най-тежките познати за неутронните звезди.

Неутронните звезди се раждат от колосалните взривове на масивни звезди, които са изчерпали всичкото си гориво. Когато това се случи, силната компресия на външните слоеве на звездата смачкват ядрото до степен, при която електроните и протоните се сливат образувайки неутрони. По време на тази компресия, се случва друга екзотична физика, която издухва външните слоеве в космоса, оголвайки новоформираното неутронно ядро.

Масата концентрирана в този обект е огромна - около две слънчеви маси са натъпкани в сфера с диаметър десетина километра. Освен зашеметяващата плътност, един кубичен сантиметър тежи 1 000 000 000 000 000 грама, неутронната звезда се върти десетки пъти всяка секунда или извършва няколко хиляди оборота в минута. Освен оборотите, плътността, там съществува и свръх мощно магнитно поле, то е толкова мощно, че ако на мястото на луната поставим неутронна звезда, освен пагубния гравитационен ефект, нейното магнитно поле ще изсмуче всичкото желязо от кръвта ни само за миг.

Този бързовъртящ се космически магнит генерира радио емисии, видима светлина, рентгенови и гама лъчи, които изтичат по въртящите се магнитни полюси, и ако се случи те да пресичат линията на нашето зрително поле, астрономите ги засичат като пулсации, а неутронните звезди които ги излъчват са именовани "пулсари". Освен лъчението, от полюсите изтичат и двойка насочени струи, изградени от свръх енергийни частици, формиращи "ветрове", когато се отдалечат на прилично разстояние от звездата. Неутронните звезди, изливат обилни количества енергия в космоса, но те не я произвеждат. Резултатът е, че постепенно се забавят и избледняват в космическия мрак.

Преди тридесет и две години, астрономите са открили нов, много по-бързо клас пулсари. Периода на въртене при тях е 10 милисекунди или по-малко, което означава, че тези обекти се въртят с шеметните до 43 000 оборота в минута. Днес, са известни повече от 300 от тези така наречени "милисекунди пулсари". Докато младите пулсари обикновено се раждат като самотни звезди, повече от половината от милисекундните пулсари притежават звезден партньор, което предполага, че взаимодействията с нормалната звезда може да окаже влияние върху по-нискооборотна неутронна звезда.

Изучаването на тези обекти е една от задачите на екипът на гама лъчевият космически телескоп "Ферми". Неговият гигантски детектор "Large Area Telescope (LAT)" е изследвал множество милисекундни пулсари и резултатът е, че Ферми е открил почти всички известни черни вдовици.

Както стана ясно, пулсарите са източници на интензивна радиация. За астрономите, вълнуващият аспект е да наблюдават как звездния спътник прихваща енергията от пулсара. В действителност, звездата служи като огледало, което отразява емисиите от пулсара в огромно количество детайли.

Един такъв пулсар е "PSR J1311-3430" (J1311) и неговата система най-напред е изследвана във видима светлина. Наблюдавайки по този начин, астрономите са открили бледа звезда, която променя цвета си, от ярко синьо до бледо червено. Това означава, че тя периодично е топла и студена на всеки час и половина. Заключението е, че нещо в орбита периодично я нагрява, най-вероятно пулсар.

Иследванията показват, че от страната на пулсара, температурата на звездата е около 12 000 C, или там е повече от два пъти по-горещо, отколкото повърхността на Слънцето. Прохладната червената страна разкрива истинския цвят на джуджето, 2700 C или половината от температурата на Слънцето.

Простия модел, използван и за други черни вдовици предполага, че пулсарът, подобно на горелка затопля своя партньор. Когато се приложи за системата на J1311, излиза, че неутронната звезда е една от най-тежките познати. Това ранно изследване е потвърдено през 2013 г. от телескопът "Gemini" в Чили и "Keck" в Хавай. Тези инструменти показват зрелищни факли, които са насочени в звездата и са отговорни за нейното отопление. Също така, масата на пулсара е снижена до около две слънчеви маси. Отразявайки тази корекция, звездния спътник е с маса между 12 и 17 пъти масата на Юпитер. Пулсарът се върти 390 пъти в секунда или извършва повече от 23 000 оборота в минута.

Съдбата на тази система е много печална, струите от пулсара буквално издухват веществото на звездата далеч в космоса, формирайки облаци от заредени частици. Този йонизиран газ запълва системата и един от ефектите е, че поглъща радиоемисиите произхождащи от неутронната звезда. Черната вдовица съвсем скоро ще "изяде" своя партньор по един прекалено трагичен начин. Неутронната звезда упражнява катастрофални приливни ефекти върху звездата, нагрява я и непрекъснато я залива с частици движещи се със скоростта на светлината, отзвукът от което са интензивни гама лъчения, засечени от Ферми. В крайна сметка, звездата се изпарява и съвсем скоро ще изчезне..

---

• НеутронниЗвезди

• 2250
• 0
• Mar 11, 2014

---

Коментар