Tähtitieteilijät, jotka käyttävät ESA: n X-ray-observatorioa XMM-Newton, ovat havainneet pienen, kirkkaan "kuumapisteen". Geminga-nimisen neutronitähteen pinnalla, 500 valovuoden päässä. Kuumapiste on jalkapallokentän kokoinen, ja sen aiheuttaa sama mekanismi, joka tuottaa Gemingan röntgenhäntää. Tämä löytö tunnistaa puuttuvan yhteyden röntgen- ja gammasäteilyn välillä Gemingalta.
Neutronitähdet ovat pienin tunnettu tähtilaji. Ne ovat massiivisten tähtijen supertiheitä jäänteitä, jotka kuolivat kataklysmisissä räjähdyksissä, joita kutsuttiin supernovoiksi. Ne on heitetty avaruuden läpi kuin tykkipallot ja asetettu kehruu raivoisalla nopeudella, ja magneettikentät ovat satoja miljardeja kertoja voimakkaampia kuin maan päällä.
Gemingassa tämä tykinkuula sisältää puolitoista kertaa Auringon massan, puristetun palloon, joka on vain 20 kilometriä poikki ja pyörii neljä kertaa sekunnissa.
Gemingaa ympäröi sähköisesti varautuneilla hiukkasilla vilkkuva pilvi. Nämä hiukkaset ohjaavat sen magneettisen ja sähköisen kentän kautta. ESA: n XMM-Newtonin observatorio oli jo huomannut, että osa näistä hiukkasista työntyy avaruuteen muodostaen hännät, jotka virtaavat neutronitähden taakse, kun se haaveilee pitkin.
Tutkijat eivät tienneet, muodostavatko Gemingan hännät elektronit vai niiden kaksoispartikkelit, joilla on päinvastainen sähkövaraus, nimeltään positronit. Siitä huolimatta he odottivat, että jos esimerkiksi elektronit potkaistaan avaruuteen, niin positronit tulisi kanavoida alas kohti itse neutronitähtää, kuten "omassa tavoitteessa". Kun nämä hiukkaset osuvat tähden pintaan, niiden tulisi luoda kuuma paikka, alue, joka on huomattavasti kuumempi kuin ympäristö.
Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä, jota johtaa Patrizia Caraveo, IASF-CNR, Italia, on nyt ilmoittanut havainnut tällaisen kuuman paikan Gemingassa käyttämällä ESA: n XMM-Newtonin observatorioa.
Noin kahden miljoonan asteen lämpötilassa tämä kuumapiste on huomattavasti kuumin kuin ympäröivän pinnan puoli miljoonaa astetta. Tämän uuden teoksen mukaan Gemingan kuuma piste on vain 60 metrin säteellä.
"Tämä kuuma piste on jalkapallokentän kokoinen," sanoi Caraveo, "ja se on pienin esine, joka koskaan havaittu aurinkokunnan ulkopuolella." Tämän koon yksityiskohdat voidaan tällä hetkellä mitata vain Kuussa ja Marsissa ja silloinkin vain niiden ympärillä kiertoradalla olevalta avaruusalukselta.
Kuumapisteen esiintyminen epäiltiin 1990-luvun lopulla, mutta vasta nyt näemme sen "elävänä", joka säteilee röntgensäteitä Gemingan pyöriessä, ESAn röntgenvalvontakeskuksen, XMM-Newtonin, yliherkkyyden ansiosta.
Ryhmä käytti eurooppalaisia fotonikuvauskameroita (EPIC) suorittaakseen Geminga-tutkimuksen, joka kestää noin 28 peräkkäistä tuntia ja tallentaa jokaisen röntgenfotonin saapumisaika ja energia, jonka Geminga emittoi XMM-Newtonin otteessa.
”Kaikkiaan tämä oli 76 850 röntgenkuvausta? kaksi kertaa enemmän kuin kaikki aiemmat Gemingan havainnot ovat keränneet Rooman valtakunnan ajankohdasta lähtien ”, Caraveo sanoi.
Gemingan pyörimisnopeuden ja kunkin fotonin saapumisajan tietäminen tarkoitti, että tähtitieteilijät pystyivät tunnistamaan, mitkä fotonit tulevat neutronitähteen jokaiselta alueelta sen pyöriessä.
Kun he vertasivat tähtiä eri alueilta tulevia fotoneja, he huomasivat, että? Väri? niiden energiaa vastaava röntgenkuvaus muuttui, kun Geminga kiertyi. Erityisesti he näkivät selvästi selkeän värinmuutoksen, kun kuuma piste tuli näkyviin ja hävisi sitten tähden taakse.
Tämä tutkimus sulkee aukon neutronitähteiden röntgen- ja gammasäteilyn välillä. XMM-Newton on osoittanut, että ne molemmat voivat olla peräisin samasta fyysisestä mekanismista, nimittäin varautuneiden hiukkasten kiihtymisestä näiden rappeutuneiden tähtien magnetosfäärissä.
"XMM-Newtonin Geminga-havainnot ovat olleet erityisen hedelmällisiä", sanoi Norbert Schartel, ESA: n XMM-Newtonin projektitutkija. "Viime vuonna se löysi lähteen hännät ja nyt se on löytänyt pyörivän kuumapisteen."
Caraveo soveltaa jo tätä uutta tekniikkaa muihin sykkiviin neutronitähtiin, joita XMM-Newton havaitsi kuumia pisteitä etsiessään. Tämä tutkimus on tärkeä uusi työkalu neutronitähtien fysiikan ymmärtämiseen.
Alkuperäinen lähde: ESA-lehdistötiedote
