Dodano: 18 listopad 2019r.

Potężna eksplozja termojądrowa. Pulsar w 20 sekund uwolnił tyle energii, co Słońce w 10 dni

Dzięki teleskopowi NICER astronomowie zaobserwowali ogromny wybuch termojądrowy w gwiazdozbiorze Strzelca. Źródłem eksplozji był pulsar J1808, a sama eksplozja trwała 20 sekund i wyemitowała tyle energii, co Słońce w ciągu 10 dni.

Pulsar J1808

 

Naukowcy spoglądający w stronę gwiazdozbioru Strzelca dostrzegli potężną eksplozję termojądrową i wraz z nią rekordowy rozbłysk promieniowania rentgenowskiego. Takie wybuchy są powszechne w kosmosie. Są częścią procesu, który przekształca potężne słońca w gwiazdy neutronowe - najmniejsze i najgęstsze gwiazdy we Wszechświecie. Jednak eksplozja J1808 była nietypowa. Potężna kula ognia gasnąc już po wybuchu na kilka chwil znowu pojaśniała. Uczeni obecnie nie wiedzą dlaczego tak się stało.

J1808, a właściwie SAX J1808.4-3658, to pulsar, gwiezdne szczątki gwiazdy, która wybuchła w supernowej, ale była zbyt mała, by utworzyć czarną dziurę. Znajduje się około 11 tys. lat świetlnych od Ziemi. Według badań opublikowanych w „The Astrophysical Journal Letters”, sierpniowa eksplozja uwolniła w 20 sekund tyle samo energii, ile nasze Słońce uwalnia w ciągu 10 dni.

Termojądrowa eksplozja pulsara J1808

20 sierpnia specjalny teleskop obserwujący gwiazdy neutronowe NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) zainstalowany na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) zarejestrował eksplozję termojądrową na J1808. Gwałtowny wzrost promieniowania rentgenowskiego był najjaśniejszy z dotąd zaobserwowanych przez teleskop NICER. Krótka seria promieni rentgenowskich trwała zaledwie 20 sekund, ale niosła ze sobą ogromną energię.

- Wybuch był wyjątkowy - powiedział Peter Bult, astrofizyk z NASA Goddard Space Flight Center i główny autor publikacji. - Widzimy dwuetapową zmianę jasności, która naszym zdaniem jest spowodowana wyrzuceniem oddzielnych warstw z powierzchni gwiazdy i innymi cechami, które pomogą nam rozszyfrować fizykę tych potężnych zdarzeń – zaznaczył.

J1808 jest pulsarem – wysoce zmagnetyzowaną, rotującą gwiazdą neutronową, która obraca się niezwykle szybko i emituje silne promieniowanie elektromagnetyczne z obu swoich biegunów. J1808 wykonuje około 400 obrotów na sekundę, ale istnieją pulsary znacznie szybciej rotujące. Szybkie wirowanie obiektu sprawia, że wiązki energii na biegunach wydają się pulsować jak światła stroboskopowe za każdym razem, gdy wskazują na Ziemię.

Pulsar J1808 podkradał wodór brązowemu karłowi

Podobnie jak czarna dziura, potężna grawitacja gwiazdy neutronowej może stale przyciągać ogromne ilości otaczającej materii, które gromadzą się w ogromnym wirującym dysku akrecyjnym. Pulsar J1808 jest elementem układu podwójnego gwiazd, a jego towarzyszem jest brązowy karzeł. Według autorów nowego badania, wydaje się, że J1808 przez długi czas pochłaniał gazowy wodór ze swojego towarzysza, a potężna eksplozja jest wynikiem tej jednostronnej relacji.

Wygląda na to, że gwiazda neutronowa wyssała tyle wodoru od swojego sąsiada w ciągu ostatnich lat, że gaz w dysku akrecyjnym stał się tak gęsty, że zaczął opadać na powierzchnię gwiazdy. Ciepło gwiazdy rozgrzało to wodorowe morze tak bardzo, że zaczęła zachodzić reakcja termojądrowa – doszło do syntezy jąder helu z jąder wodoru. Jak opisali to w publikacji badacze, z czasem ten nowo utworzony hel wytworzył drugą warstwę gazu wokół powierzchni gwiazdy o głębokości kilku metrów.

- Gdy warstwa helu osiągnie kilka metrów głębokości, warunki pozwalają jądrom helu stopić się w węgiel - powiedział współautor badania Zaven Arzoumanian z NASA. - Następnie hel wybucha i uwalnia termojądrową kulę ognia na całej powierzchni pulsara – dodał.

Naukowcy uważają, że eksplozja z 20 sierpnia nastąpiła, gdy taka kula ognia zdmuchnęła zarówno wodór, jak i hel, otaczając gwiazdę i powodując podwójny błysk intensywnie jasnej energii promieniowania X w przestrzeń kosmiczną.

Ta interpretacja wybuchu jest zgodna z obserwacjami, ale pomija jeden ważny szczegół. Po dwóch pierwszych skokach energii promieniowania rentgenowskiego pulsar uwolnił trzeci, nieco słabszy, który był o około 20 proc. jaśniejszy niż normalne migotanie gwiazdy. Naukowcy nie wiedzą, jaki mechanizm wywołał ten końcowy podmuch energii.

 

Źródło: Live Science, fot. NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)