Mrtva „vampirska“ zvezda se hrani saputnikom i ispaljuje kosmičku đulad

Astronomi su razjasnili misteriozno ponašanje mrtve zvezde koje proždire svog zvezdanog pratioca.

Udaljen oko 4.500 svetlosnih godina, ovaj pulsar čudnog ponašanja, ili brzo vrteća neutronska zvezda, nosi oznaku PSR J1023+0038 ili skraćeno J1023. Dok ispaljuje snopove zračenja sa svojih polova koji periodično preplavljuju Zemlju, izgleda da se stalno prebacuje između dva režima blještanja, piše Space.

Preporučujemo

Astronomi isprva nisu mogli da objasne takvo ponašanje, ali je jedan istraživački tim sad možda rešio zagonetku. Otkriveno je da su pulsarovi načini blještanja rezultat njegovog izbacivanja materije u vrlo kratkim vremenskim intervalima.

„Svedočili smo izuzetnim kosmičkim dešavanjima da se ogromne količine materije, slične kosmičkim đuladima, izbacuju u svemir u vrlo kratkom vremenskom intervalu od desetina sekundi iz malog, gustog objekta koji se okreće neverovatno velikim brzinama“, kaže Marija Kristina Baljo sa Njujorškog univerziteta u Abu Dabiju.

Ekstremne zvezde i zagonetni pulsari

Kao sve neutronske zvezde, pulsari nastaju kad masivne zvezde stignu do kraja svojih života, iscrpljujući svoje zalihe goriva korišćene za interne procese nuklearne fuzije. Kad takvo nuklearno izgaranje prestane u jezgrima tih zvezda, prestaje i spoljašnji tok energije koji obezbeđuje dovoljno pritiska da održi objekte naspram privlačne sile gravitacije.

Rezultat je okončanje balansirajućeg čina koji je milijardama godina određivao postojanje te zvezde – i gravitacija je pobednik.

Jezgro zvezde onda doživljava gravitacioni kolaps dok njeni spoljašnji slojevi otpadaju u eksploziji supernove. Kad to kolabirajuće zvezdano jezgro ima masu između mase Sunca i oko dvostruke mase naše zvezde, i kad se njen obim smanji do otprilike obima nekog grada ovde na Zemlji, nastaje neutronska zvezda.

Materijal koji čini tu mrtvu zvezdu je toliko kompresovan tim kolapsom da se smatra najgušćom poznatom materijom u univerzumu. Komadić te materije neutronske zvezde veliki kao kockica šećera, na primer, imao bi težinu od čak milijardu tona. To je otprilike 1.000 puta težina Golden gejt mosta.

Ovaj rapidni zvezdani kolaps ima i druge posledice.

Baš kao što klizač na ledu skupi ruke da bi ubrzao okretanje, rapidno smanjenje poluprečnika zvezdanog jezgra znači da neutronske zvezde imaju veoma povećanu rotacionu brzinu – neke mlade neutronske zvezde vrte se brzinom od čak 700 puta u sekundi.

To znači da kad ispaljuju zračenje sa svojih polova kao pulsari, ovi zvezdani leševi ispoljavaju neverovatno precizne vremenske mehanizme.

Osim toga, kolaps zvezdanih jezgara može približiti linije magnetnog polja, uzrokujući ogroman porast snage i stvarajući neke od najmoćnijih magnetnih polja u poznatom univerzumu.

Tokom proteklih 10 godina, astronomi su posmatrali kako pulsar J1023 privlači materijal iz svoje prateće zvezde. Ovaj ukradeni materijal formira strukturu zvanu akrecioni disk oko samog pulsara, odakle se komadi postepeno usisavaju do njegove površine.

Otkako je ovo hranjenje počelo, snopovi zračenja sa polova J1023 su skoro nestali i pulsar se prebacuje iz režima „velike snage“ u režim „male snage“. U prvom režimu, pulsar sija snažno rendgenskim zracima, ultraljubičastom i vidljivom svetlošću, dok u drgom režimu izgleda potmulije i emituje radiotalase niske energije.

Pulsar ostaje u određenom režimu samo nekoliko sekundi ili čak nekoliko minuta – pre ponovnog prebacivanja.

Kosmička đulad

Baljo i njene kolege su tokom dve noći u junu 2021. posmatrali J1023 sa 12 teleskopa u kosmosu i na zemlji, uključujući Veoma veliki teleskop (VLT) i ALMA, oba na severu Čilea u okviru Evropske južne opservatorije.

Videli su kako pulsar menja režime više od 280 puta. Na kraju su otkrili da te promene režima prizilaze iz interakcije visokoenergetskog toka čestica koji duva sa pulsara (takozvani pulsarski vetar) i materije koja pada ka njemu.

Kad je bio u režimu male snage, izgledalo je da pulsar izacuje neku materiju koja teče ka njemu u obliku uskog mlaza orijentisanog 90 stepeni od akrecionog diska.

Dok se to dešavalo, materija nije izbacivana u taj mlaz akumuliran blizu pulsara. Materiju su udarali pulsarski vetrovi i počela je da se zagreva. To je prebacilo pulsar u režim velike snage, a materijal je blještao rendgenskim zracima, ultraljubičastom i vidljivom svetlošću.

Postepeno, mlaz sa pulsara je razneo tu vrelu i svetlu materiju, ispaljujući je kao kosmičku đulad. To uklanja vreo materijal i čini da sistem ponovo potamni, što rezultira vraćanjem u fazu male snage.

Iako je misterija možda rešena, astronomi nisu završili sa posmatranjem J1023. Pogotovo bi Izuzetno veliki teleskop (ETL), koji se gradi u regionu pustinje Atakama na severu Čilea, mogao pomoći astronomima da proučavaju mehanizam promene režima na dosad najdetaljniji način.

(Telegraf Nauka/Space)