NASA odkrywa sekrety martwych gwiazd. Takiej mapy jeszcze nie było [Wideo]

NASA zrobiła najdokładniejsze jak do tej pory zdjęcia pulsarów - gęstych, wirujących szczątków eksplodujących gwiazd. Nowe obserwacje pozwoliły odkryć nieznane dotąd fakty, a dodatkowo przygotować niesamowitą mapę jednej z martwych gwiazd.

Dzięki teleskopowi RTG Neutron gwiazda Interior of Explorer (NICER) znajdującego się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, NASA opracowała pierwsze tak dokładne pomiary wielkości i masy pulsara, a przy tym stworzyła niesamowitą mapę gorących punktów na jego powierzchni.

Pulsar, o którym mowa, to J0030. Znajduje się w odizolowanym obszarze kosmicznym oddalonym o 1100 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Ryby. Obserwacje pozwoliły na dokładny pomiar proporcji pulsara oraz jego "gorących punktów", co udało się później przenieść na spejclanie opracowaną mapę martwej gwiazdy. Seria artykułów opisująca odkrycie została zamieszczona w "The Astrophysical Journal" i już jest dostępna online. Uprosczone wyniki obserwacji zebrano na poniższym wideo:

- To rewolucyjne odkrycie - powiedział Paul Hertz, dyrektor działu astrofizyki w centrali NASA w Waszyngtonie - Pulsary zostały odkryte ponad 50 lat temu jako pozostałości gwiazd, które się zapadły. Zachowują się inaczej niż cokolwiek, co widzimy na Ziemi. Dzięki NICER możemy zbadać naturę tych gęstych szczątków w sposób, który do tej pory wydawał się niemożliwy.

Przez dziesięciolecia naukowcy starali się dokładnie zrozumieć, jak działają pulsary. W najprostszym modelu pulsar ma silne pole magnetyczne w kształcie podobnym do domowego magnesu i tak silne, że wyrywa cząsteczki z powierzchni pulsara i przyspiesza je. Niektóre cząstki podążają za polem magnetycznym i uderzają w przeciwną stronę, ogrzewając powierzchnię i tworząc gorące punkty na biegunach magnetycznych.

Chociaż cały pulsar świeci stosunkowo słabo, to gorące punkty są znacznie jaśniejsze. Gdy obiekt się obraca, plamy te pojawiają się i znikają z pola widzenia, jak promienie latarni morskiej. Obserwacje J0030 udowodniły naukowcom, że pulsary są znacznie bardziej skomplikowane i wiedza badaczy jest wciąż bardzo mała.

- Kiedy zaczęliśmy pracę nad J0030, nasza wiedza na temat symulacji pulsarów była niepełna i nadal tak jest - powiedział Thomas Riley, kierownik jednego z zespołów badaczy. - Ale dzięki szczegółowym danym NICER, narzędziom typu open source, komputerom o wysokiej wydajności i doskonałej pracy zespołowej mamy teraz ramy do opracowywania bardziej realistycznych modeli tych obiektów - dodaje.

Naukowcy zwrócili również uwagę, że pulsar jest tak gęsty, że jego grawitacja wypacza pobliską czasoprzestrzeń. Najprościej jest to wyjaśnić na przykładzie kuli do kręgli rozciągającej powierzchnię trampoliny. To sprawia, że obserwacja pulsara jest utrudniona, ponieważ jego obraz jest mocno zakrzywiony. NICER okazuje się w tym przypadku bardzo pomocny ponieważ mierzy przybycie każdego zdjęcia rentgenowskiego z pulsara do ponad stu nanosekund, z dokładnością około 20 razy większą niż inne metody obserwacji.

- Niezrównane pomiary rentgenowskie NICER umożliwiły nam jak dotąd najbardziej precyzyjne i wiarygodne obliczenia wielkości pulsara z niepewnością mniejszą niż 10 proc. - powiedział Cole Miller, profesor astronomii z University of Maryland (UMD), który kierował drugim zespołem badaczy - Cały zespół NICER wniósł istotny wkład w podstawową fizykę, której nie można zbadać w naziemnych laboratoriach.

Głównym celem naukowym NICER jest precyzyjne określenie mas i rozmiarów kilku pulsarów. Dzięki tym informacjom naukowcy będą w stanie rozszyfrować stan materii w rdzeniach gwiazd neutronowych, materii zmiażdżonej przez ogromne ciśnienia i gęstości, których nie można odtworzyć na Ziemi.