Nejrychleji rotující neutronová hvězda

Tato neutronová hvězda, známá pod katalogovým označením XTE J1739-285, byla objevena 19. 10. 1999, v době její aktivní fáze, a to pomocí rentgenové družice NASA s názvem RXTE (Rossi X-Ray Timing Explorer). V srpnu 2005, kdy družice Integral monitorovala jádro naší Galaxie, objekt XTE J1739-285 zahájil návrat ke svému aktivnímu „životu“. Přibližně o měsíc později družice Integral objevila první krátké záblesky rentgenového záření tohoto objektu.

Erik Kuulkers (Integral Science Operations Centre, Španělsko, ESA), který je vedoucím programu monitorování jádra Galaxie, informoval Philipa Kaareta (University of Iowa) prostřednictvím elektronické pošty, že se něco děje s uvedeným rentgenovým zdrojem. Philip Kaaret dohodl sledování rentgenového zdroje XTE J1739-285 pomocí rentgenové družice RXTE v období od 31. října do 16. listopadu 2005. Společně obě astronomické družice (RXTE a Integral) zaznamenaly asi dvacítku rentgenových vzplanutí v uvedeném období.

Když hvězda ukončí svůj aktivní život, neznamená to, že přestane existovat. Neutronová hvězda je v podstatě „maličké“ srdce zaniklé hvězdy. Její průměr je kolem 10 km, ale stále ještě je tvořena množstvím materiálu zhruba o hmotnosti našeho Slunce. Nitro neutronové hvězdy je tak exotickou oblastí, jakou si jen astronomové dovedou představit. Podle jejich výpočtů náprstek materiálu z neutronové hvězdy váží několik stovek miliónů tun.

Když neutronová hvězda obíhá kolem jiné hvězdy, může ji svým mocným gravitačním polem „okrádat“ o její plynný materiál. Ten vytváří kolem neutronové hvězdy akreční disk a následně se pak ukládá na povrchu neutronové hvězdy. Když vrstva tohoto plynu dosáhne tloušťky 5 až 10 m, dojde v ní k zážehu termojaderné exploze. Uvolňování obrovského množství energie zpravidla trvá od několika sekund do několika minut především v podobě produkce rentgenového záření.

Dřívější pozorování neutronových hvězd ukázala, že rentgenové záření emitované v průběhu vzplanutí koresponduje s rychlostí rotace neutronové hvězdy. Tým astronomů začal analyzovat vzplanutí zdroje XTE J1739-285 a jeho oscilace. Co objevili, bylo ohromující. V průběhu jasného vzplanutí, které nastalo 4. 11. 2005, byly skutečně objeveny oscilace, avšak byly přinejmenším dvakrát tak rychlejší, než jaké byly zaregistrovány kdykoliv předtím.

„To bylo pro nás naprosto překvapující,“ připouští Erik Kuulkers. Nicméně po sérii provedených kontrol si byli astronomové jisti a mohli oznámit, že oscilace byly opravdu pozorovány 1122krát za sekundu (frekvence 1122 Hz).

Dřívější pozorování přivedla astronomy k poznatkům, že neutronové hvězdy mohou rotovat maximálně s frekvencemi mezi 270 až 619 otáčkami za sekundu. Někteří astronomové odhadovali, že nejrychlejší neutronová hvězda může rotovat rychlostí kolem 760 otáček za sekundu. Pokud se potvrdí pozorování družice Integral, rentgenový zdroj XTE J1739-285 tento limit překročí téměř dvakrát.

„Náš objev je těsně na hranici, o které si myslíme, že může být reálná. Pro definitivní jistotu potřebujeme provést ještě další pozorování. Jestliže z neutronové hvězdy zachytíme opět stejný rentgenový signál, potom tomu všichni uvěříme,“ dodává Kuulkers.

To však neznamená, že neutronová hvězda nemůže rotovat ještě rychleji. Jestliže je její rychlost rotace příliš vysoká, silné gravitační pole hvězdy nebude schopné udržet své povrchové vrstvy materiálu, hvězda se odstředivou silou rozpadne. Přesný okamžik, kdy se rychle rotující hvězda rozpadne, závisí na vnitřní stavbě neutronové hvězdy, avšak tu astronomové doposud přesně neznají. Do nitra neutronové hvězdy nikdo nevidí, astronomové vycházejí pouze z vnějších projevů hvězd a z teoretických modelů jejich stavby a vývoje.

„Námi předpokládaná frekvence 1122 otáček za sekundu otevřela prostor pro vážné úvahy o modelech neutronových hvězd. Pokud objevíme větší počet neutronových hvězd, rotujících těmito vysokými rychlostmi, umožní nám to vyloučit některé současné modely vnitřní struktury neutronových hvězd,“ doplňuje Kuulkers.

Všechno chce trpělivost. Astronomové budou nyní v pohotovosti – avšak nebudou pátrat jen po vzplanutích rentgenového záření u objektu XTE J1739-285, ale i u dalších rychle rotujících neutronových hvězd.

Zdroj: www.esa.int
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí