Kuvaluotto: Chandra
Monet tähdistä, joita näemme ympyränmuotoisissa tähtiryhmissä, ovat oikeastaan binaaritähteitä, jotka muodostuvat, kun kaksi tähteä takertuu toistensa painovoimaan. Chandra pystyy havaitsemaan neutronitähteen antaman ainutlaatuisen röntgenmerkinnän, joka on näkymätön optisessa kaukoputkessa. Tutkimus näyttää osoittavan, että nämä neutronitähtien binaarit muodostuvat paljon yleisemmin globaaleissa klustereissa kuin galaksin muissa osissa.
NASA: n Chandra-röntgen observatorio on vahvistanut, että tähtien läheiset kohtaamiset muodostavat röntgensäteitä säteileviä kaksoistähteisijärjestelmiä tiheässä, globaalissa tähtiryhmässä. Näiden röntgenbinaarien syntymäprosessi on erilainen kuin serkkunsa globaalien klustereiden ulkopuolella, ja niiden pitäisi olla syvällinen vaikutus klusterin evoluutioon.
Tutkijaryhmä, jota johti David Pooley Cambridgessa sijaitsevasta Massachusetts Institute of Technologystä, käytti hyväkseen Chandran ainutlaatuista kykyä paikantaa ja ratkaista yksittäisiä lähteitä tarkasti röntgenlähteiden lukumäärän määrittämiseksi galaksissamme sijaitsevassa 12 globaalissa klusterissa. Suurin osa lähteistä on binaarijärjestelmiä, joissa on romahtunut tähti, kuten neutronitähti tai valkoinen kääpiötähti, joka vetää aineen pois normaalista, aurinkomaisesta seuratähdestä.
"Havaitsimme, että röntgenbinaarien lukumäärä korreloi tiiviisti klustereiden tähtiä kohtaamisten määrän kanssa", sanoi Pooley. ”Päätelmämme on, että binäärit syntyvät näiden kohtaamisten seurauksena. Kyse on vaalimisesta, ei luonnosta. "
Samanlainen tutkimus, jota johtaa Craig Heinke Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta, Cambridge, Massachusetts, vahvisti tämän johtopäätöksen ja osoitti, että noin 10 prosenttia näistä röntgenbinaarijärjestelmistä sisältää neutronitähtiä. Suurin osa näistä neutrontähteistä on yleensä hiljaisia, viettäen alle 10% ajastaan aktiivisesti ruokailla seuralaiselta.
Pyöreä klusteri on pallomainen kokoelma, jossa on satoja tuhansia tai jopa miljoonia tähtiä, jotka sumisevat toistensa ympärillä painovoimaisesti sidotussa tähtien mehiläispesässä, jonka halkaisija on noin sata valoa. Pyöreän klusterin tähdet ovat usein vain noin kymmenesosa valovuoden välein. Vertailun vuoksi lähin aurinkoinen tähti, Proxima Centauri, on 4,2 valovuoden päässä.
Niin monen tähden liikkuessa niin lähelle toisiaan, vuorovaikutus tähtijen välillä tapahtuu usein ympyräklustereissa. Tähdet, vaikka törmäävät harvoin, pääsevät riittävän lähelle binaarisia tähtijärjestelmiä tai saavat binaaritähtien vaihtamaan kumppaneita monimutkaisissa tansseissa. Tulokset viittaavat siihen, että röntgenbinaarijärjestelmät muodostuvat tiheässä klusterissa, jota kutsutaan globaaliksi klusteriksi noin kerran päivässä jossain maailmankaikkeudessa.
NASA: n Uhuru-röntgensatelliitin havainnot 1970-luvulla osoittivat, että ympyräklustereissa näytti olevan suhteettoman suuri määrä röntgenbinaarilähteitä verrattuna galaksiin kokonaisuutena. Normaalisti vain yksi miljardista tähdestä on röntgenbinaarijärjestelmän jäsen, joka sisältää neutronitähden, kun taas globaaleissa klustereissa fraktio on enemmän kuin miljoona.
Tämä tutkimus vahvistaa aikaisemmat ehdotukset, joiden mukaan kaksoisröntgenbinaarijärjestelmän muodostumismahdollisuudet lisäävät dramaattisesti ruuhkautumista globaalissa klusterissa. Näissä olosuhteissa kaksi prosessia, joita kutsutaan kolmen tähden vaihto-törmäyksiksi, ja vuoroveden sieppaukset, voivat johtaa röntgenlähteiden lukumäärän tuhatkertaiseen kasvuun globaaleissa klustereissa.
Vaihtotörmäyksessä yksinäinen neutronitähti kohtaa parin tavallisia tähtiä. Neutronitähden voimakas painovoima voi saada massiivisimman tavallisen tähden “vaihtamaan kumppaneita” ja pariksi neutronitähden kanssa samalla, kun heittävät kevyemmän tähden ulos.
Neutronitähti voi myös tehdä laiduntavan törmäyksen yhden normaalin tähden kanssa, ja neutronitähden voimakas painovoima voi vääristää normaalin tähden painovoimaa prosessissa. Vääristymässä menetetty energia voisi estää normaalia tähteä karkaamasta neutronitähdiltä, mikä johtaa siihen, mitä kutsutaan vuoroveden sieppaamiseksi.
"Sen lisäksi, että Chandra-data ratkaisee pitkäaikaisen mysteerin, se tarjoaa myös mahdollisuuden ymmärtää globaalien klusterien kehitystä", Heinke sanoi. "Esimerkiksi läheisten binaaristen järjestelmien muodostuessa vapautuva energia voisi pitää klusterin keskiosat romahtamasta massiivisen mustan aukon muodostamiseksi."
NASA: n Marshall-avaruuslentokeskus, Huntsville, Ala-Amerikka, hallinnoi Chandra-ohjelmaa NASA: n pääkonttorin avaruustieteellisessä toimistossa Washingtonissa. Northrop Grumman Redondo Beachistä, Kalifornia, entinen TRW, Inc., oli observatorion pääurakoitsija. Smithsonian Astrophysical Observatory ohjaa tiede- ja lentotoimintaa Chandran röntgenkeskuksesta Cambridgessa, Massachusetts.
Alkuperäinen lähde: Chandra-lehdistötiedote
