Gwiazdy neutronowe to jedne z najdziwniejszych obiektów we Wszechświecie. Powstają w efekcie supernowych. To gigantyczne wybuchy, jakie zachodzą po tym, jak w gwieździe średniej wielkości wypaliło się paliwo termojądrowe.
Wówczas gwiazda ta odrzuca zewnętrzne warstwy materii. Pozostaje po niej niezwykle gęste jądro. Ciśnienie wewnątrz niego jest tak wielkie, że dochodzi do tzw. neutronizacji materii. Z jąder atomowych wyciekają neutrony, a elektrony łączą się z protonami, tworząc jeszcze więcej neutronów. Szacuje się, że obiekty te składają się aż w 90 proc. z neutronów.
Materia wewnątrz gwiazdy neutronowej jest niezwykle ściśnięta. Jedna jej łyżeczka ważyłaby tyle, ile Mount Everest. Według innego porównania, gwiazda neutronowa jest tak mała i gęsta, jakby było Słońce zgniecione do wielkości ziemskiego miasta.
Gwiazda neutronowa to kosmiczna latarnia morska
Gwiazdy neutronowe przypominają nieco latarnie morskie. Obracają się wokół własnej osi, wysyłając w krótkich odstępach czasu rozbłyski. To m.in. dzięki nim naukowcy mogą je badać. Rotujące gwiazdy neutronowe regularnie emitujące wiązki promieniowania elektromagnetycznego nazywane są pulsarami.
W najnowszym numerze czasopisma naukowego „Nature Astronomy” znalazł się artykuł opisujący odkrycie zupełnie nowego rodzaju gwiazd neutronowych. Dokonała go grupa naukowców z projektu MeerTRAP. To zespół wykorzystujący dane z radioteleskopu MeerKAT, pracującego w Republice Południowej Afryki.
Przeczesując dane zebrane przez MeerKAT astronomowie natknęli się na coś dziwnego. Był to zapis impulsów radiowych trwających aż 300 milisekund, wysyłanych przez odległy obiekt. Pewne charakterystyki impulsów wskazywały, że generuje je gwiazda neutronowa. Jednak nie wszystkie.
Jak szybko obraca się gwiazda neutronowa?
– Czegoś takiego jeszcze nigdy nie widzieliśmy – opowiada Manisha Caleb, jedna z autorek pracy, na łamach „The Conversation”. – Zaintrygowani, przeczesaliśmy starsze dane, i znaleźliśmy w nich podobne impulsy. Zostały pominięte przez system detekcji radioteleskopu działający w czasie rzeczywistym, ponieważ zazwyczaj poszukujemy impulsów trwających tylko 20–30 milisekund.
Szybkie przeliczenie wykazało, że impulsy napływają co 76 sekund. To niepodtykanie długo. Większość gwiazd neutronowych wysyła rozbłyski co kilka sekund lub nawet milisekund. Najwolniej rotujący pulsar, jaki dotychczas odkryto, wysyłał w kierunku Ziemi wiązkę promieniowania elektromagnetycznego co 23,5 sekundy.
Czy odkryto nowy rodzaj pulsara?
Naukowcy nazwali odkryty przez siebie obiekt PSR J0941-4046. Manisha Caleb opisała go jako „dziwaczną gwiazdę neutronową emitującą promieniowanie radiowe i obracającą się ekstremalnie wolno”. PSR J0941-4046 okazał się niezwykle regularny. Wysyła impulsy z dokładnością do 100-milionowych części sekundy.
Naukowcy ustalili, że ma jeszcze jedną niezwykłą cechę. Otóż znajduje się w obszarze nieba uznawanym za cmentarzysko gwiazd neutronowych. – To region w kosmosie, skąd w ogóle nie powinno napływać żadne promieniowanie radiowe – tłumaczy Manisha Caleb. – Dotychczasowe teorie zakładały, że znajdujące się tutaj gwiazdy są już nieaktywne albo bardzo mało aktywne.
Pozostaje pytanie: co obraca się raz na 76 sekund w odległości 1300 lat świetlnych od Ziemi? Naukowcy spekulują, że może być to „długookresowy magnetar”. Chodzi o gwiazdę neutronową z ultrasilnym polem magnetycznym. Natężenie pola magnetyczne magnetarów sięga 1015 gaussa. Czyli jest dziesiątki biliardów razy silniejsze od ziemskiego.
Odkrycie wskazuje, że w kosmosie istnieje zupełnie nowy rodzaj gwiazd, o których istnieniu nie mieliśmy dotychczas pojęcia.
Źródła: Nature Astronomy, The Conversation, Swinburne University of Technology.
