Αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι ένας «νεκρός αστέρας» νετρονίων περιστρέφεται με απίστευτη ταχύτητα, 716 φορές το δευτερόλεπτο, κάνοντάς τον το ταχύτερο περιστρεφόμενο κοσμικό σώμα που έχει καταγραφεί.
Όχι μόνο αυτό, αλλά στην επιφάνεια του αστέρα σημειώνονται εκρήξεις τόσο ισχυρές όσο οι πυρηνικές εκρήξεις ατομικών βομβών.
Η ομάδα ανακάλυψε το ακραίο αστρικό απομεινάρι χρησιμοποιώντας το X-ray τηλεσκόπιο Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) της NASA, το οποίο είναι τοποθετημένο στο εξωτερικό του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS).
Το 4U 1820-30 και η δυαδική του συστοιχία
Ο εκρηκτικός αστέρας νετρονίων είναι μέρος του δυαδικού συστήματος 4U 1820-30, το οποίο βρίσκεται στον σφαιρικό συγκρότημα NGC 6624, κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας, περίπου 26 έτη φωτός από τη Γη, στην αστερισμό του Τοξότη.
«Μελετούσαμε θερμοπυρηνικές εκρήξεις από αυτό το σύστημα και στη συνέχεια εντοπίσαμε εξαιρετικές ταλαντώσεις, οι οποίες υποδεικνύουν ότι ο αστέρας νετρονίων περιστρέφεται γύρω από τον άξονα του με εκπληκτική ταχύτητα 716 φορές το δευτερόλεπτο», δήλωσε ο Gaurava K. Jaisawal από το DTU Space.
Ο άλλος αστέρας του δυαδικού συστήματος 4U 1820-30 είναι ένας λευκός νάνος, που εκτοξεύεται γύρω από το νετρονικό αστέρα σε μόλις 11 λεπτά, κάνοντάς το το πιο γρήγορο δυαδικό σύστημα που έχει παρατηρηθεί ποτέ.
Πώς δημιουργούνται οι νετρονικοί αστέρες
Οι νετρονικοί αστέρες σχηματίζονται όταν πολύ πιο μαζικοί αστέρες (τουλάχιστον 8 φορές τη μάζα του Ήλιου) εξαντλούν τα καύσιμά τους για την πυρηνική σύντηξη.
Όταν ο πυρήνας ενός τέτοιου αστέρα καταρρέει, πυροδοτεί μια έκρηξη σουπερνόβα που καταστρέφει τα εξωτερικά στρώματα του αστέρα, αφήνοντας πίσω του τον πυρήνα, που γίνεται νετρονικός αστέρας.
Η ταχύτητα περιστροφής του νετρονικού αστέρα αυξάνεται λόγω της συμπίεσης του άστρου. Το φαινόμενο αυτό είναι παρόμοιο με την περιστροφή ενός παγοδρόμου που φέρνει τα χέρια του κοντά στο σώμα του για να περιστραφεί πιο γρήγορα.
Όταν το νετρονικό αστέρι βρίσκεται σε κοντινές τροχιές με έναν συνοδό αστέρα, μπορεί να κλέψει μάζα από αυτόν, η οποία επίσης βοηθά στην αύξηση της ταχύτητας περιστροφής του. Αυτή η μάζα μπορεί να προκαλέσει θερμοπυρηνικές εκρήξεις στην επιφάνεια του νετρονικού αστέρα.
Η ύλη σε έναν νετρονικό αστέρα είναι η πιο πυκνή που υπάρχει στο γνωστό σύμπαν. Αν ένα κουταλάκι του γλυκού αυτής της ύλης μεταφερόταν στη Γη, θα ζύγιζε 10 εκατομμύρια τόνους – όσο 85.000 μπλε φάλαινες. Αυτή η εξαιρετική πυκνότητα, σε συνδυασμό με την ισχυρή βαρυτική έλξη του αστέρα, προκαλεί εκρήξεις μεγάλου μεγέθους όταν η ύλη χτυπά την επιφάνειά του.
Όταν η μάζα που κλέβεται από το συνοδό άστρο συσσωρεύεται στην επιφάνεια του νετρονικού αστέρα, μπορεί να προκαλέσει μια βίαιη θερμοπυρηνική έκρηξη. Κατά τη διάρκεια αυτών των εκρήξεων, ο αστέρας μπορεί να γίνει έως και 100.000 φορές πιο φωτεινός από τον Ήλιο, απελευθερώνοντας τεράστια ποσότητα ενέργειας.
Σημαντικά ευρήματα και παρατηρήσεις του NICER
Το NICER παρατήρησε το δυαδικό σύστημα 4U 1820-30 μεταξύ 2017 και 2021, εντοπίζοντας 15 θερμοπυρηνικές εκρήξεις μέσω του X-ray φωτός που παρήγαγαν.
Η ομάδα εντόπισε τις «θερμοπυρηνικές εκρήξεις ταλαντώσεων», με συχνότητα 716 Hz, η οποία επιβεβαίωσε ότι ο αστέρας περιστρέφεται με 716 περιστροφές το δευτερόλεπτο.
Αν οι μελλοντικές παρατηρήσεις επιβεβαιώσουν αυτό το εύρημα, ο αστέρας του 4U 1820-30 θα είναι ένας από τους ταχύτερους περιστρεφόμενους αστέρες που έχουν παρατηρηθεί στο σύμπαν.
Η έρευνα αυτών των εξαιρετικών αστρικών φαινομένων παρέχει νέες πληροφορίες για τον κύκλο ζωής των δυαδικών αστρικών συστημάτων και τη δημιουργία των στοιχείων στο σύμπαν.