Pulsar RX J0720.4-3125 שנתפס על ידי XMM-Newton. לחץ להגדלה
טלסקופ הרנטגן של ESA, המקיף את מצפה החלל XMM-Newton, מצא כוכב נויטרונים שיצא מכלל שליטה. הטמפרטורה הכוללת של האובייקט אינה משתנה, היא פשוט נופלת, ומציגה לאט לאט אזורים שונים לצופים כאן על כדור הארץ - כמו ראש מתנדנד. תצפיות אלה יעזרו לאסטרונומים להבין חלק מהתהליכים הפנימיים השולטים בחפצים מסוג זה.
באמצעות נתונים מהמצפה הרנטגן XMM-Newton מצילומי הרנטגן של ESA, קבוצה בינלאומית של אסטרופיסיקאים גילתה שכוכב נויטרונים מסתובב אחד לא נראה שהמדענים הסובבים יציב. תצפיות רנטגן אלה מבטיחות לתת תובנות חדשות על ההתפתחות התרמית ולבסוף על המבנה הפנימי של כוכבי הנויטרונים.
בדרך כלל ידועים כוכבי נויטרונים מסתובבים, המכונים גם פולסרים, כמסובבים יציבים ביותר. הודות לאותות התקופתיים שלהם, הנפלטים ברדיו או באורך הגל של הרנטגן, הם יכולים לשמש 'שעונים' אסטרונומיים מדויקים מאוד.
המדענים גילו כי בארבע וחצי השנים האחרונות הטמפרטורה של חפץ חידתי אחד, בשם RX J0720.4-3125, המשיכה לעלות. עם זאת, תצפיות אחרונות הראו כי מגמה זו התהפכה והטמפרטורה יורדת כעת.
לטענת המדענים השפעה זו אינה נובעת משונות אמיתית בטמפרטורה, אלא במקום זאת בגאומטריה צפייה משתנה. RX J0720.4-3125 הוא ככל הנראה 'מקדים', כלומר הוא נופל לאט ולכן עם הזמן הוא חושף בפני הצופים אזורים שונים על פני השטח.
כוכבי נויטרון הם אחד מנקודות הקצה של ההתפתחות הכוכבית. עם מסה הדומה לזו של השמש שלנו המוגבלת לתחום בקוטר 20-40 ק"מ, צפיפותם גבוהה אפילו יותר מזו של גרעין אטומי - מיליארד טונות לסנטימטר מעוקב. זמן קצר לאחר לידתם בפיצוץ סופרנובה הטמפרטורה שלהם היא בסדר גודל של 1 000 000 מעלות צלזיוס ועיקר הפליטה התרמית שלהם נופלת ברצועת הרנטגן של הספקטרום האלקטרומגנטי. כוכבי נויטרונים צעירים ומבודדים מתקררים אט אט ונדרשים מיליון שנה עד שהם נעשים קרים מכדי שניתן יהיה לצפות בהם בצילומי רנטגן.
כוכבי נויטרון ידועים כבעלי שדות מגנטיים חזקים מאוד, בדרך כלל כמה טריליון פעמים חזקים יותר מכדור הארץ. השדה המגנטי יכול להיות כה חזק שהוא משפיע על הובלת החום מבפנים הכוכבים דרך הקרום המוביל לנקודות חמות סביב הקטבים המגנטיים על פני הכוכב.
זוהי הפליטה מכובעי הקוטב החמים יותר ששולטת בספקטרום הרנטגן. יש רק מעט כוכבי נויטרונים מבודדים שידוע מהם אנו יכולים לצפות ישירות בפליטה התרמית מפני פני הכוכב. אחד מהם הוא RX J0720.4-3125, מסתובב עם פרק זמן של כשמונה וחצי שניות. "בהתחשב בסולם זמן הקירור הארוך, לכן לא צפוי היה לראות את ספקטרום הרנטגן שלו משתנה במשך מספר שנים", אמר פרנק הברל ממכון מקס-פלאנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ בגארצ'ינג (גרמניה), שהוביל את המחקר. קבוצה.
"לא סביר מאוד שהטמפרטורה הגלובלית של כוכב הנויטרונים משתנה במהירות. אנו מעדיפים לראות אזורים שונים במשטח הכוכבים בזמנים שונים. הדבר נצפה גם בתקופת הסיבוב של כוכב הנויטרונים כאשר הנקודות החמות עוברות ויוצרות מקו הראיה שלנו, וכך תרומתם לסך כל הפליטות משתנה, "המשיך הברל.
ניתן לראות השפעה דומה בסולם זמן ארוך בהרבה כאשר כוכב הנויטרונים מקדם (בדומה לחלק מסתובב). במקרה כזה ציר הסיבוב עצמו נע סביב חרוט שמוביל לשינוי איטי של הגיאומטריה הצפייה לאורך שנים. הכרח חופשי יכול להיגרם כתוצאה מעיוות קל של הכוכב מתחום מושלם, שעלול להיות מקורו בשדה המגנטי החזק מאוד.
במהלך התצפית הראשונה ב- XMM-Newton על RX J0720.4-3125 במאי 2000, הטמפרטורה הנצפית הייתה מינימלית והנקודה הקרה והגדולה יותר נראתה בעיקר. מצד שני, ארבע שנים לאחר מכן (מאי 2004) הכניסה המוקדמת בעיקר את המקום השני, החם והקטן יותר, שגרם לעליית הטמפרטורה שנצפתה. זה כנראה מסביר את השונות שנצפתה בטמפרטורות ואזורים פולטים, ואת האנטי-מתאם שלהם.
בעבודתם פיתחו הברל ועמיתיהם מודל ל- RX J0720.4-3125 שיכול להסביר רבים מהתכונות המוזרות שהיו אתגר להסביר עד כה. במודל זה השינוי בטמפרטורה לטווח הארוך מיוצר על ידי השברים השונים של שני הכובעים הקוטביים החמים שנכנסים לתצוגה כקודמי הכוכב עם תקופה של כשבע עד שמונה שנים.
כדי שמודל כזה יעבוד, שני אזורי הקוטב הפולטים צריכים להיות בעלי טמפרטורות וגדלים שונים, כפי שהוצע לאחרונה במקרה של חבר אחר מאותה הכיתה של כוכבי נויטרונים מבודדים.
לטענת הצוות, RX J0720.4-3125 הוא ככל הנראה המקרה הטוב ביותר לחקור את הכישלון של כוכב נויטרונים באמצעות פליטת הרנטגן שלו הנראה ישירות מפני השטח הכוכב. ההיחלשות עשויה להיות כלי רב עוצמה לבחון את פנים כוכב הנויטרונים וללמוד על מצב החומר בתנאים שלא נוכל לייצר במעבדה.
תצפיות נוספות של XMM-Newton מתוכננות לפיקוח נוסף על אובייקט מסקרן זה. "אנו ממשיכים במודל התיאורטי ממנו אנו מקווים ללמוד עוד על ההתפתחות התרמית, הגיאומטריה של השדה המגנטי של כוכב מסוים זה והמבנה הפנימי של כוכבי הנויטרונים בכלל," סיכם הברל.
המקור המקורי: פורטל ESA
