Dvě tváře neutronové hvězdy  
NASA zveřejnila zajímavé popularizační video o dvou stranách jedné mince, kterou je v tomto případě zhroucený pozůstatek po supernově. Připojujeme další informace.

Anglický přepis mluveného textu je zde

 

Kombinovaný snímek objektu J1119–6127, neutronové hvězdy dvou tváři, jež je jednou spíše radiovým zdrojem, jindy magnetarem. Červená barva odpovídá rozsahu energií 0,3–1,5 keV, zelená 1,5–3,0 keV a modrá 3.,0–10,0 keV. Kredit: Pivovaroff et al., 2001
Kombinovaný snímek objektu J1119–6127, neutronové hvězdy dvou tváři, jež je jednou spíše rádiovým zdrojem, jindy magnetarem. Červená barva odpovídá rozsahu energií 0,3–1,5 keV, zelená 1,5–3,0 keV a modrá 3.,0–10,0 keV.   Kredit: Pivovaroff et al., 2001

Průměr Slunce je necelých 1,4 milionu kilometrů a jeho průměrná hustota je 1,4 g/cm3. Když v závěru své zářivé kariéry exploduje obrovská hvězda s hmotností kolem 20 Sluncí, větší část své hmoty rozmetá do okolí a jen zbylé jádro o hmotnosti mezi 1,4 až 2,6 násobku hmotnosti Slunce zkolabuje do podoby neutronové hvězdy. Její přibližně 20kilometrový průměr svědčí o extrémní hustotě hmoty, jež nemá na Zemi obdobu. Obrovský tlak exploze v centru hmotné hvězdy způsobí něco jako obrácený rozpad β a vtlačí elektrony do atomových jader, kde s protony vytvoří neutrony, přičemž se uvolní neutrina. Pro lepší zapamatování zopakujme číslo 1,4 ještě jednou, tentokrát u průměrné hustoty hmoty, když střed intervalu, v němž se pohybuje, je 1,4x1014 g/cm3 (8×1013 až 2×1015 g/cm3). Wikipedia o známém porovnání hmotnosti lžičky hmoty neutronové hvězdy tvrdí, že s hodnotou přes 5,5×1012 kg by se vyrovnala přibližně 900 násobku Velké pyramidy v Gíze (ZDE).

 

Některé neutronové hvězdy se nazývají rádiové pulsary, protože při každé své otočce pravidelně zasahují oblast Země rádiovými elektromagnetickými paprsky emitovanými z některého ze dvou pólů silného magnetického pole. A to může dosáhnout vskutku extrémních hodnot - řádově 108 až 1011 Tesla. Takové neutronové hvězdy – magnetary – se projevují prudkými erupcemi vysokoenergetického rentgenového a gama záření. Pro porovnání: pravděpodobně nejsilnější magnetické pole, které kdy na Zemi vzniklo, mělo „pouhých“ 91,4 Tesla. V roce 2011 ho ve speciálních cívkách po dobu několika milisekund vytvořili vědci drážďanského Helmholzova centra (ZDE). Magnetická pole, která bude využívat fúzní experimentální reaktor ITER, mají hodnotu 11,8 T u toroidního a 6 T v poloidálním systému elektromagnetů. Magnetická indukce na povrchu většiny doposud objevených magnetarů dosahuje hodnotu v řádu desítek milionů Tesla (hodnota B v katalogu magnetarů ZDE).

 

Thomas A. Prince, profesor fyziky na renomovaném kalifornském technologickém institutu a vědecký pracovník známé Laboratoře proudových pohonů NASA.   Kredit: Caltech
Thomas A. Prince, profesor fyziky na renomovaném Kalifornském technologickém institutu a vědecký pracovník známé Laboratoře proudových pohonů NASA. Kredit: Caltech

Od konce sedmdesátých, kdy byl objeven první magnetar, vnímali vědci obě skupiny, pulsary a magnetary, jako dvě odlišné populace objektů. Poslední desetiletí postupně tento pohled mění pod vlivem indicií naznačujících, že se může jednat o různé etapy vývoje stejného objektu. Že jde o dvě strany stejné mince – neutronové hvězdy, která je nejdřív rádiovým pulsarem a pak magnetarem. Anebo naopak…

 

Někteří astrofyzikové tvrdí, že magnetary časem postupně přestanou vyzařovat rentgenové a gama paprsky a promění se v rádiový pulsar. Jiní jsou přesvědčeni o opačném scénáři – prvním stadiem je pulsar, jehož magnetické pole časem narůstá, až způsobí výtrysky vysokofrekvenčního záření a my registrujeme neutronovou hvězdu jako magnetar.

 

Zastáncem prvního scénáře je i Tom Prince, profesor fyziky v Caltechu (Kalifornském technologickém institutu) a vedoucí vědecký pracovník Laboratoře proudových pohonů (Jet Propulsion Laboratory) NASA. Argumentuje slovy: "Je poněkud složité pozorovat tato neklidná tělesa. Za prvé, magnetary netrvají dlouho – stačí rok nebo jen několik málo let, než obrovské výtrysky rentgenových paprsků rozptýlí magnetickou energii.

 

Průběh rentgenového záření objektu PSR J1119−6127 naměřeném sondou XMM- Newton. Červená barva odpovídá energetickému rozsahu 0,5–2,5 keV a modrá 2,5–8 keV. Dolní křivka odpovídá radiovým pulzům s frekvencí 1.4 GHz.  Kredit: Ng, C.-Y et al., 2012
Průběh rentgenového záření objektu PSR J1119−6127 naměřeném sondou XMM- Newton. Červená barva odpovídá energetickému rozsahu 0,5–2,5 keV a modrá 2,5–8 keV. Dolní křivka odpovídá rádiovým pulzům s frekvencí 1.4 GHz. Kredit: Ng, C.-Y et al., 2012

Za druhé, podle našich standardů jsou pulsary opravdu staré objekty. Například jeden z nejznámějších pulsarů, pulsar v Krabí mlhovině, explodoval na začátku minulého tisíciletí, v roce 1054. Za třetí, nejde o častý jev. Poslední známou supernovou, která explodovala v našem okolí, jsme zpozorovali v roce 1987, v jedné ze satelitních galaxií naší Mléčné dráhy.“ Přesněji v mlhovině Tarantule v SV části Velkého Magellanova oblaku.

 

Tom Prince zmiňuje také rádiový pulsar J1119–6127 v mlhovině Carina v souhvězdí Lodního kýlu, který byl již v minulosti registrován jako  retgenový i gama zdroj (ZDE).

Na rádiový pulsar má velmi intenzivní magnetické pole: 4,1x109 T, kolem osy se otočí za necelou půl sekundu (0,41s) a pozemní teleskopy i sondy na oběžné dráze, jako jsou Fermi, Swift, NuSTAR (všechny tři z NASA) a XMM-Newton (ESA) mapují jeho střídavě měnící se chování, jednou typické pro rádiový pulsar, jindy připomínající magnetar. Zatím není jasné, kterým směrem se proměna této neutronové hvězdy ustálí (ZDE a ZDE). Bez ohledu na výsledek je J1119 zajímavým objektem, který pomáhá odhalovat tajemství nejhustější hmoty, kterou ještě dokážeme fyzikálně popsat a pochopit a v které se může generovat nejsilnější pole, jaké zatím ve vesmíru pozorujeme.

 

 

 

Zdroj:  NASA News

Datum: 24.07.2018
Tisk článku

Experimentální neutronová a reaktorová fyzika - Rataj Jan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 289 Kč
cena: 246 Kč
Experimentální neutronová a reaktorová fyzika
Rataj Jan
Související články:

Jak vznikají nejsilnější magnetická pole vesmíru?     Autor: Stanislav Mihulka (31.07.2013)
Silný magnetar v srdci Mléčné dráhy     Autor: Stanislav Mihulka (30.08.2013)
Jak se přepíná rádiový pulsar na rentgenový a zpět?     Autor: Stanislav Mihulka (30.09.2013)
Jaká je kůra neutronových hvězd?     Autor: Stanislav Mihulka (01.05.2014)
Nová naděje ve výzkumu struktury neutronových hvězd     Autor: Milan Štrup (29.10.2014)
První detekce gravitačních vln ze splynutí neutronových hvězd     Autor: Vladimír Wagner (16.10.2017)
Pocházejí rádiové záblesky z neutronových hvězd v extrémním magnetickém poli?     Autor: Stanislav Mihulka (11.01.2018)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace