Αυτός ο αστέρας νετρονίων παραβιάζει όλους όσα γνωρίζουμε για τα αστέρια

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το πιο αργά περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων που εκτοξεύει ραδιοκύματα και έχει παρατηρηθεί ποτέ, καθώς χρειάζεται σχεδόν μια ώρα για να ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή. Αυτό μπορεί να ακούγεται μάλλον γρήγορο, αλλά αυτά τα νεκρά αστέρια είναι γνωστό ότι περιστρέφονται τόσο γρήγορα που μερικά έχουν 700 πλήρεις περιστροφές κάθε δευτερόλεπτο. Ακόμα και τα πιο αργά από τα περίπου 3.000 αστέρια νετρονίων που εκπέμπουν ραδιοκύματα, ή «pulsars», που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής, ολοκληρώνουν μια πλήρη περιστροφή σε ένα δευτερόλεπτο περίπου.

Αυτό το εξαιρετικά αργό αστέρι νετρονίων, ωστόσο, που ονομάζεται ASKAP J1935+2148 και βρίσκεται σε απόσταση 16.000 ετών φωτός από τη Γη, εκπέμπει ραδιοφωνικό φως με πολύ αργό ρυθμό ώστε να ταιριάζει ακόμη και με τις τρέχουσες θεωρίες που περιγράφουν τη συμπεριφορά αυτών των πυκνών αστρικών υπολειμμάτων.

Αστέρια νετρονίων όπως το ASKAP J1935+2148 γεννιούνται όταν μαζικά αστέρια με περίπου οκτώ έως 10 φορές τη μάζα του Ήλιου εξαντλούν τα καύσιμα που απαιτούνται για την πυρηνική σύντηξη στους πυρήνες τους. Αυτό τερματίζει την προς τα έξω πίεση της ακτινοβολίας που, για εκατομμύρια (μερικές φορές δισεκατομμύρια) χρόνια, στήριζε το άστρο ενάντια στην προς τα μέσα ώθηση της ίδιας του της βαρύτητας.

Μόλις σταματήσει αυτή η προς τα έξω ροή ενέργειας, ο πυρήνας του άστρου καταρρέει, προκαλώντας μια έκρηξη υπερκαινοφανούς που εκτοξεύει τα εξωτερικά του στρώματα και το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του. Το καθαρό αποτέλεσμα είναι ένα αστρικό απομεινάρι με μάζα μία έως δύο φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, συμπιεσμένο σε πλάτος μόλις 20 χιλιομέτρων.

Η ακραία γέννηση αυτού του αστέρα νετρονίων αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να συντριβούν σε πρωτόνια, δημιουργώντας μια θάλασσα νετρονίων τόσο πυκνή που αν μια κουταλιά της σούπας από το υλικό του αντικειμένου μεταφερόταν στη Γη, θα ζύγιζε 1 δισεκατομμύριο τόνους. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Η κατάρρευση έχει και μια άλλη ακραία συνέπεια.

Ακριβώς όπως ένας παγοδρόμος εδώ στη Γη τραβάει τα χέρια του για να αυξήσει την ταχύτητα με την οποία στροβιλίζεται λόγω της διατήρησης της στροφορμής, η ταχεία μείωση του πλάτους ενός αστρικού πυρήνα σημαίνει ότι τα νεαρά παραδείγματα αυτών των νεκρών άστρων μπορούν να περιστρέφονται ταχύτερα από τις λεπίδες ενός μπλέντερ.

Τα νεαρά αστέρια νετρονίων διαθέτουν επίσης μερικά από τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία στο γνωστό Σύμπαν, γεγονός που τα αναγκάζει να εκπέμπουν από τους πόλους τους ραδιοκύματα με μεγάλη συσχέτιση. Καθώς αυτοί οι αστέρες νετρονίων περιστρέφονται, οι ακτίνες σαρώνουν το Σύμπαν, καθιστώντας τα pulsar σχεδόν σαν ουράνιους φάρους.

Ωστόσο, καθώς οι αστέρες νετρονίων γερνούν, η περιστροφή τους επιβραδύνεται και δεν μπορούν πλέον να τροφοδοτούν τις ραδιοεκπομπές τους που μοιάζουν με φάρο. Αυτό είναι που κάνει το ASKAP J1935+2148, που εντοπίστηκε για πρώτη φορά με το ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP που βρίσκεται στο Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας Murchison στη Δυτική Αυστραλία, τόσο δύσκολο να αποκωδικοποιηθεί. Η αργή περιστροφή αυτού του άστρου νετρονίων υποδηλώνει μια προχωρημένη ηλικία, αλλά με κάποιο τρόπο εξακολουθεί να εκπέμπει ραδιοκύματα.

“Είναι εξαιρετικά ασυνήθιστο να ανακαλύπτει κανείς έναν υποψήφιο αστέρα νετρονίων που εκπέμπει ραδιοπαλμούς με αυτόν τον τρόπο. Το γεγονός ότι το σήμα επαναλαμβάνεται με τόσο αργό ρυθμό είναι εξαιρετικό“, αναφέρει σε ανακοίνωσή της η επικεφαλής της ομάδας Manisha Caleb από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ. «Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι το πώς αυτό το αντικείμενο εμφανίζει τρεις διαφορετικές καταστάσεις εκπομπής, η καθεμία με ιδιότητες εντελώς διαφορετικές από τις άλλες».

Η επιστήμονας πρόσθεσε ότι οι 64 ραδιοκεραίες του ραδιοτηλεσκοπίου MeerKAT στη Νότια Αφρική έπαιξαν ζωτικό ρόλο στη διάκριση μεταξύ αυτών των καταστάσεων εκπομπής.

«Αν τα σήματα δεν προέρχονταν από το ίδιο σημείο του ουρανού, δεν θα πιστεύαμε ότι πρόκειται για το ίδιο αντικείμενο που παράγει αυτά τα διαφορετικά σήματα», συνέχισε η Caleb. Η ομάδα έχει ακόμα πιεστικά ερωτήματα να απαντήσει για το ASKAP J1935+2148, συμπεριλαμβανομένης της εξωτερικής πιθανότητας να μην είναι καθόλου αστέρας νετρονίων!

Υπάρχει ακόμα η πιθανότητα το ASKAP J1935+2148 να είναι στην πραγματικότητα ένας λευκός νάνος, ο τύπος του συμπαγούς αστρικού πτώματος που απομένει όταν ο πυρήνας ενός μικρότερου άστρου, όπως ο Ήλιος, πεθαίνει. Για να παράγει ένα σήμα του τύπου που παρατηρήθηκε με τα ραδιοτηλεσκόπια ASKAP και MeerKAT, ωστόσο, αυτός ο απομονωμένος λευκός νάνος θα πρέπει να διαθέτει ένα εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Τέτοια αντικείμενα δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ στην περιοχή του χώρου που καταλαμβάνει ο ASKAP J1935+2148. Αυτό σημαίνει ότι αυτή η εξήγηση δεν φαίνεται να ταιριάζει τόσο καλά στις εκπομπές του ASKAP J1935+2148 όσο ταιριάζει σε ένα αργά περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων με ακραία μαγνητικά πεδία.

Παρ’ όλα αυτά, θα χρειαστούν περισσότερες έρευνες για να επιβεβαιωθεί η πραγματική φύση του ASKAP J1935+2148 και να διαπιστωθεί αν πρόκειται για έναν λευκό νάνο ή για έναν αστέρα νετρονίων που παραβιάζει τους κανόνες. Όποιο και αν είναι το αποτέλεσμα, τα αποτελέσματα θα προκαλέσουν την κατανόηση των τελευταίων σταδίων της αστρικής εξέλιξης.

«Μπορεί ακόμη και να μας ωθήσουν να επανεξετάσουμε την κατανόηση που έχουμε εδώ και δεκαετίες για τους αστέρες νετρονίων ή τους λευκούς νάνους, για το πώς εκπέμπουν ραδιοκύματα και για το πώς είναι οι πληθυσμοί τους στον Γαλαξία μας», κατέληξε η Caleb.

[via]