Joten miten otat lämpötilan yhdelle maailman eksoottisimmista esineistä? Neutronitähti (~ 1,35 - 2,1 aurinkomassaa, mittaa vain 24 km) on jäännös supernoovasta suuren tähden kuoleman jälkeen. Vaikka ne eivät olekaan riittävän massiivisia, niistä tulee musta aukko, mutta neutronitähdet vievät edelleen ainetta vetäen kaasua binaariselta kumppanilta, usein jatkuessa pitkään polttaen.
Onneksi voimme havaita röntgensäteilyä (käyttämällä instrumentteja kuten Chandra), mutta itse soihdutus ei pysty paljastamaan neutronitähteen lämpötilaa tai rakennetta.
Viime viikolla pidetyssä AAS-konferenssissa yksityiskohdat MXB 1659-29: n, joka on melkein pysyvän röntgensäteen ohimenevän lähteen (ts. Neutronitähti, joka leimahtaa pitkään), röntgenhavaintokampanjan tuloksista paljasti kiehtovia oivalluksia neutronitähtien fysiikka, joka osoittaa, että kun neutronitähden kuori jäähtyy, kuoren koostumus paljastuu ja näiden eksoottisten supernovien jäännösten lämpötila voidaan mitata…
Leimahduspurskeen aikana neutronitähdet tuottavat röntgenkuvat. Nämä röntgenlähteet voidaan mitata ja niiden kehitystä seurata. MXB 1659-29: n tapauksessa Ed Cackett (Michiganin osavaltio) käytti NASA: n Rossi-röntgen-ajoitustutkijalta (RXTE) saatuja tietoja seuratakseen neutronitähtikuoren jäähtymistä pitkän aikavälin röntgensäteilyä jälkeen. MXB 1659-29 palaa 2,5 vuotta, kunnes se “sammui” syyskuussa 2001. Sittemmin lähde havaittiin ajoittain mittaamaan röntgensäteilypäästöjen eksponentiaalista laskua.
Joten miksi tämä on tärkeää? Pitkän röntgenlampun jälkeen neutronitähden kuori kuumenee. Kuitenkin uskotaan, että neutronitähden ydin pysyy suhteellisen viileänä. Kun neutronitähti lakkaa polttamasta (kun kaasun lisäys syöttää soihdun, sammuu), kuoren lämmityslähde häviää. Tänä "lepotilan" aikana (ei syttyvää) vähentyvä röntgenvirta jäähtyvästä neutronitähtikuoresta paljastaa valtavan määrän tietoa neutronitähden ominaisuuksista.
Lepotilan aikana tähtitieteilijät tarkkailevat neutronitähteen pinnasta säteileviä röntgensäteitä (vastoin soihdutusta), joten neutronitähti voidaan suorittaa suoraan. Esityksessään Cackett tarkasteli, kuinka MXB 1659-29: n röntgenvuo pieneni eksponentiaalisesti ja tasautui sitten tasaisella virtauksella. Tämä tarkoittaa, että kuori jäähtyi nopeasti polttamisen jälkeen, saavuttaen lopulta lämpötasapainon neutronitähtiytimen kanssa. Siksi tätä menetelmää käyttämällä voidaan päätellä neutronitähtien ytimen lämpötila.
Sisältää tiedot toiselta neutronitähden röntgensiirtotransientistä KS 1731-260, lepotilan alkaessa havaitut jäähdytysnopeudet viittaavat siihen, että näillä esineillä on hyvin järjestetyt kuorihilat, joissa on vain vähän epäpuhtauksia. Nopea lämpötilan lasku (leimahduksesta lepotilaan) kesti noin 1,5 vuotta saavuttaaksesi lämpötasapainon neutronitähtiytimen kanssa. Jatkotyötä jatketaan nyt Chandran tietojen avulla, jotta lisätietoja näistä nopeasti pyörivistä eksoottisista esineistä voidaan paljastaa.
Yhtäkkiä neutronitähdet tulivat minulle vähän salaperäisiksi 10 minuutin puheessa viime tiistaina, rakastan konferensseja…
Aiheeseen liittyvät julkaisut:
- Chandra- ja Swift-havainnot kvaasipysyvästä neutronitähtitransientistä EXO 0748-676 lepotilassa, Degenaar et ai., 2008
- MUTTIMALLA MXB 1659-29 sijaitsevan NEUTRONTARJAN MYÖNTYSJÄÄHDYTYSKÄYRÄ, Rudy Wijnands, 2004
