Pulsāri ir masīvu zvaigžņu ātri griešanās līķi. Viens no šādiem noslēpumiem: kāpēc pulsāriem ap miljoniem grādu ir karsts punkts ap saviem poliem? Jaunie dati no ESA XMM-Newton X-Ray observatorijas ir radījuši šaubas par teoriju, ka lādētas daļiņas saduras ar pulsara virsmu tā polos. XMM-Newton neizdevās redzēt rentgena starojumu vairākos vecos pulsāros, kuriem vajadzēja būt ļoti spilgtiem, ja daļiņas nepārtraukti saduras.
ESA XMM-Ņūtona rentgenstaru observatorijas superjutīgums ir parādījis, ka ir jāpārskata valdošā teorija par to, kā zvaigžņu līķi, kas pazīstami kā pulsāri, ģenerē rentgena starus. Jo īpaši enerģija, kas nepieciešama miljonu grādu polāro karsto punktu ģenerēšanai, kas redzami uz dzesējošām neitronu zvaigznēm, galvenokārt var nākt no pulsara iekšpuses, nevis no ārpuses.
Pirms trīsdesmit deviņiem gadiem Kembridžas astronomi Jocelyn Bell-Burnell un Entonijs Hewish atklāja pulsārus. Šie debess objekti ir spēcīgi magnētiski mirušu zvaigžņu serdeņi, katrs no tiem ir tikai 20 kilometru šķērsgriezumā, bet satur apmēram 1,4 reizes lielāku Saules masu. Pat mūsdienās viņi mulsina astronomus visā pasaulē.
“Teorija par to, kā pulsators izstaro savu starojumu, joprojām ir sākumstadijā, pat pēc gandrīz četrdesmit darba gadiem,” saka Verners Bekers, Max-Planck Institut, Extraerrestrische Physik, Garching, Vācija. Ir daudz modeļu, bet nav pieņemtas teorijas. Tagad, pateicoties jaunajiem XMM-Newton novērojumiem, Bekers un kolēģi, iespējams, ir atraduši izšķirošo mīkla gabalu, kas palīdzēs teorētiķiem izskaidrot, kāpēc dzesējošajām neitronu zvaigznēm ir karstais punkts to polārajos reģionos.
Masīvu zvaigžņu sabrukšanas laikā neitronu zvaigznes veidojas ar temperatūru vairāk nekā miljardu (1012 K) grādu. Tiklīdz viņi piedzimst, viņi sāk atdzist. To atdzišanai jābūt atkarīgai no tajās esošās superdens vielas fizikālajām īpašībām.
Novērojumi ar iepriekšējiem rentgenstaru satelītiem parādīja, ka rentgenstari no dzesējošām neitronu zvaigznēm nāk no trim pulsara reģioniem. Pirmkārt, visa virsma ir tik karsta, ka izstaro rentgena starus. Otrkārt, pulsara magnētiskajā vidē ir uzlādētas daļiņas, kuras arī izstaro rentgena starus, virzoties uz āru, gar magnētiskā lauka līnijām. Treškārt, un izšķirīgi šai jaunākajai izmeklēšanai jaunākiem pulsatoriem pie rentgena punktiem ir redzami karsto punktu punkti.
Līdz šim astronomi uzskatīja, ka karsto punktu vietas rodas, kad uzlādētās daļiņas saduras ar pulsara virsmu pie poliem. Tomēr jaunākie XMM-Newton rezultāti ir radījuši šaubas par šo viedokli.
XMM-Newton uztvēra detalizētus rentgenstaru izstarojuma skatus no pieciem impulsiem, no kuriem katrs bija līdz vairākiem miljoniem gadu vecs. “Neviens cits rentgena satelīts nevar veikt šo darbu. Tikai XMM-Newton spēj novērot informāciju par viņu rentgena starojumu, ”saka Bekers. Viņš un viņa līdzstrādnieki nekonstatēja ne virsmas emisiju, ne polāro karsto punktu pierādījumus, kaut arī viņi redzēja emisiju no ārēji kustīgām daļiņām.
Virsmas izmešu trūkums nav pārsteigums. Vairāku miljonu gadu laikā kopš viņu dzimšanas šie pulsori ir atdzisuši no miljardiem grādu līdz daudz mazāk nekā 500 000 grādiem pēc Celsija, kas nozīmē, ka viņu virsmas mēroga rentgenstaru emisija ir izbalējusi.
Tomēr veco pulsatora polāro karsto punktu trūkums ir liels pārsteigums, un tas parāda, ka polāro virsmu reģionu sildīšana ar daļiņu bombardēšanu nav pietiekami efektīva, lai iegūtu ievērojamu termisko rentgenstaru komponentu. “Trīs miljonus gadus vecā pulsara PSR B1929 + 10 gadījumā jebkura apsildāmā polārā reģiona ieguldījums ir mazāks par septiņiem procentiem no kopējā atklātā rentgenstaru plūsmas,” saka Bekers.
Liekas, ka parastais skats nav vienīgais veids, kā aplūkot problēmu. Alternatīva teorija ir tāda, ka siltumu, kas ieslodzīts pulsārā kopš tā dzimšanas, pulsos virzīs uz poliem intensīvs magnētiskais lauks. Tas notiek tāpēc, ka siltumu pārnēsā elektroni, kas ir elektriski uzlādēti un tāpēc tos virza magnētiskie lauki.
Tas nozīmē, ka jaunāko pulsa polāro karsto punktu pārsvarā rada karstums pulsara laikā, nevis daļiņu sadursme no pulsara ārpuses. Tāpēc tie izbalēs tāpat kā virszemes emisijas. "Šis viedoklis joprojām tiek apspriests, bet to ļoti atbalsta jaunie XMM-Newton novērojumi," saka Bekers.
Gandrīz četrdesmit gadus kopš pulsara atklāšanas šķiet, ka vecajiem pulsatoriem joprojām ir jauni triki, kā iemācīt astronomus.
Oriģinālais avots: ESA ziņu izlaidums
