פולסארים הם גוויות מסתובבות במהירות של כוכבים מאסיביים. תעלומה אחת כזו: מדוע לפולסרים יש נקודות חמות של מיליון מעלות סביב הקטבים שלהם? נתונים חדשים ממצפה הרנטגן XMM-Newton X-Ray של ESA מטילים ספק בתיאוריה כי חלקיקים טעונים מתנגשים עם פני השטח של הפולסאר בקטבים שלו. XMM-Newton לא הצליחה לראות את פליטת הרנטגן בכמה פולסים ישנים שהיו צריכים להיות בהירים מאוד אם חלקיקים התנגשו ברציפות.
הרגישות העל של מצפה הרנטגן XMM-Newton של ה- ESA הראתה כי התיאוריה הרווחת כיצד גוויות הכוכבים, המכונות פולסארות, מייצרות את צילומי הרנטגן שלהם לצורך תיקון. בפרט, האנרגיה הדרושה לייצור נקודות חמות קוטביות במיליון מעלות הנראות בכוכבי נויטרונים מצננים עשויה לבוא בעיקר מבפנים, ולא מבחוץ.
לפני שלושים ותשע שנים גילו האסטרונומים בקיימברידג 'ג'וסלין בל-ברנל ואנתוני היוויש את הפולסים. עצמים שמימיים אלה הם ליבות מסתובבות ממוגנטות מאוד של כוכבים מתים, שכל אחד מהם נמצא רק 20 קילומטרים לרוחב וכולל בערך פי 1.4 ממסת השמש. גם כיום הם מביאים אסטרונומים ברחבי העולם.
"התיאוריה של האופן שבו פולסרים פולטים את קרינתם היא עדיין בחיתוליה, אפילו לאחר כמעט ארבעים שנות עבודה", אומר ורנר בקר, מכון מקס פלאנק למכון החוץ-גופני, גרצ'ינג, גרמניה. ישנם דגמים רבים אך אין תיאוריה מקובלת. עכשיו, בזכות תצפיות חדשות של XMM-Newton, בקר ועמיתיו אולי מצאו קטע מכריע של הפאזל שיעזור לתאורטיקנים להסביר מדוע יש לכוכבי נויטרונים מקוררים נקודות חמות באזורים הקוטביים שלהם.
כוכבי נויטרון נוצרים עם טמפרטורות של יותר ממיליארד מעלות (1012 K) במהלך קריסת כוכבים מאסיביים. ברגע שהם נולדים הם מתחילים להתקרר. כיצד הם מתקררים חייבים להיות תלויים בתכונות הפיזיקליות של החומר העל-צפוף שבתוכם.
תצפיות עם לוויני רנטגן קודמים הראו כי קרני הרנטגן מכוכבי נויטרונים מקוררים מגיעים משלושה אזורים בפולסאר. ראשית, כל המשטח חם כל כך שהוא פולט קרני רנטגן. שנית, ישנם חלקיקים טעונים בסביבתו המגנטית של הפולסר אשר פולטים גם קרני רנטגן כאשר הם נעים החוצה, לאורך קווי השדה המגנטי. שלישית, ובאופן חיוני לחקירה האחרונה הזו, פולסרים צעירים יותר מראים נקודות צילום רנטגן בעמודיהם.
עד כה האסטרונומים האמינו כי נקודות חמות מיוצרות כאשר החלקיקים הטעונים מתנגשים לפני השטח של הפולסאר בקטבים. עם זאת, התוצאות האחרונות של XMM-Newton הטילו ספק בדעה זו.
XMM-Newton תפס תצוגות מפורטות של פליטת הרנטגן מחמישה פולסארים, שכל אחד מהם היה עד כמה מיליוני שנים. "אף לוויין רנטגן אחר לא יכול לעשות את העבודה הזו. רק XMM-Newton מסוגל לצפות בפרטי פליטת הרנטגן שלהם ", אומר בקר. הוא ומשתפי הפעולה שלו לא מצאו שום עדות לפליטת פני השטח, וגם לא לנקודות חמות קוטביות, למרות שהם רואים פליטה מהחלקיקים הנעים כלפי חוץ.
היעדר פליטת השטח אינו מפתיע. בכמה מיליוני השנים שחלפו מאז לידתם, פולסרים אלה התקררו ממיליארדי מעלות לנמוכים בהרבה מ- 500 000 מעלות צלזיוס, כלומר פליטת הרנטגן הרוחב-שטח שלה דעכה מהעין.
עם זאת, היעדר הנקודות החמות הקוטביות בפולסארים ישנים הוא הפתעה גדולה ומראה כי חימום אזורי השטח הקוטביים על ידי הפגזת חלקיקים אינו יעיל מספיק כדי לייצר מרכיב רנטגן תרמי משמעותי. "במקרה של פולסאר PSR B1929 + 10 בן 3 מיליון שנה התרומה מכל אזור קוטבי מחומם היא פחות משבעה אחוז מכל השטף הרנטגן שהתגלה," אומר בקר.
נראה כי ההשקפה המקובלת אינה הדרך היחידה להסתכל על הבעיה. תיאוריה אלטרנטיבית היא שהחום שנלכד בפולסר מאז לידתו יונחה אל הקטבים על ידי השדה המגנטי העז בתוך הפולסאר. הסיבה לכך היא שהחום מועבר על אלקטרונים, אשר נטענים בחשמל וכך יופנו על ידי שדות מגנטיים.
משמעות הדבר היא שהנקודות החמות הקוטביות בפולסארים צעירים יותר מופקים בעיקר מחום בתוך הפולסר, ולא מהתנגשות של חלקיקים מחוץ לפולסאר. לפיכך הם יתפוגגו מהראיה באותו אופן כמו הפליטה על פני השטח. "השקפה זו עדיין עומדת לדיון, אך היא מאוד נתמכת בתצפיות החדשות של XMM-Newton," אומר בקר.
כמעט ארבעים שנה מאז התגלתה פולסארים, נראה שלפולסרים ישנים עדיין יש טריקים חדשים ללמד אסטרונומים.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESA
