Különleges csillagok

Különleges csillagok

Pulzárok

Az 1967-ben felfedezett pulzárok gyorsan forgó neutroncsillagok erős mágneses térrel. A forgás- és a mágneses tengely nem esik egybe, ezért a mágneses tengely precesszál (ferde rotátor). A mágneses tengely mentén két irányban felgyorsuló, kifelé mozgó elektromos töltések sugároznak egy szűk térszögben. Ezen nyalábok (jetek) mentén erős sugárzás történik a rádió-, sok esetben a látható, a röntgen- és a gammatartományban is. Amikor a forgás során felénk mutat a jet, felvillanni látjuk a pulzárt. Az impulzusok közötti idő, ami a forgási periódusnak felel meg, 0,001 és néhány másodperc közötti. A legtöbb pulzár atomóra pontossággal sugározza az impulzusokat. Ez a periódusidő a csillag korával nagyon lassan változik, növekszik, mert lassul a pulzár forgása.

6 perc alatt jutna el a Földről a Holdra – ilyen gyorsan, vagyis 4 millió kilométeres óránkénti sebességgel száguld az a pulzár, amit a NASA Fermi-űrteleszkópja és a VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) rádiótávcső-hálózat fedezett fel.

J0002-es pulzár egy olyan, rádiósugárzást kibocsátó csóvával rendelkezik, amely éppen egy közelmúltbeli szupernóva-robbanás táguló maradványára mutat.

A tőlünk nagyjából 6500 fényévre lévő, a Cassiopeia csillagképben talált pulzár másodpercenként 8,7-szer fordul meg a tengelye körül, és minden fordulatnál egy gamma-sugár impulzust észlelünk. A pulzár gyorsan mozog a csillagközi gázban, amivel lökéshullámokat kelt, ezek hozták létre a mágneses energiát is tároló, felgyorsult részecskékből álló csóvát, amelynek rádióhullámait a VLA észlelte. A csóva 13 fényév hosszú, és egyenesen a pulzártól 53 fényévre lévő CTB 1 központja felé mutat.

A száguldó pulzárt a CTB 1 szupernóva-maradványt létrehozó szupernóva robbanása lökte meg nagyjából 10 ezer évvel ezelőtt. A J0002 ötször gyorsabban száguld, mint egy átlagos pulzár, ráadásul gyorsabb az ismert sebességű pulzárok 99 százalékánál. Végül el is fogja hagyni a galaxisunkat.

A szupernóva táguló maradványa először gyorsabban haladhatott, mint a J0002, de több ezer év alatt a héj és a csillagközi gáz kölcsönhatása olyan ellenállást eredményezett, amely fokozatosan lelassította ezt a mozgást. Eközben a pulzár ágyúgolyóként tört ki a maradványból, és a robbanás után nagyjából ötezer évvel ki is szabadult belőle.

Egyelőre nem egyértelmű, pontosan mitől gyorsult fel a pulzár ennyire, de a további tanulmányozása segíthet fényt deríteni a folyamatra. Elképzelhető, hogy az összeomló csillag instabilitásai következtében létrejött egy sűrű, lassan mozgó anyagból álló régió, amely elég sokáig fennmaradt ahhoz, hogy „gravitációs vontatóként” felgyorsítsa a fiatal neutroncsillagot.

Magnetárok

A magnetárok a Világegyetem legextrémebb égitestei között vannak. A lehető legsűrűbb anyagból állnak, gyorsabban forognak, mint egy turmixgép kése, és a legerősebb mágneses teret gerjesztik, amit a kozmosz valaha látott.

Ha egy nagy tömegű csillag magja szupernóva-robbanás során saját súlya alatt összeomlik, vagy neutroncsillag vagy fekete lyuk keletkezik belőle. A magnetárok az előbbiek szokatlan és nagyon egzotikus változatai. A többi neutroncsillaghoz hasonlóan kicsik és óriási sűrűségűek – a jól ismert példa szerint anyagukból egy teáskanálnyi tömege 1 milliárd tonna körüli -, a mágneses terük azonban még ebben a mezőnyben is kiemelkedően erős. A köpenyükben felhalmozódott feszültség miatt időnként csillagrengéseket produkálnak, amelyek során felszínüket jelentős intenzitású és mennyiségű gamma-sugárzás hagyja el.

 A csillag kataklizmikus halálának utolsó pillanatai előtt több milliárd tonna plazma zuhan annak magjára majdnem fénysebességgel, amely az elképzelhetetlenül erős gravitáció hatására roppant sűrűvé válik. A nagy sűrűség és magas hőmérséklet mellett az elektronok a protonokba préselődnek, amelyek neutronokká alakulnak. A mag innentől kezdve csak neutronokból áll.

Szinte teljes egészében neutronok alkotják őket, de annyi proton és elektron azért marad bennük, hogy kegyetlenül erős mágneses teret generáljanak: egyes neutroncsillagok mágneses tere százmilliószor erősebb, mint az ember által valaha készített legerősebb mágneseké. Ezek a neutroncsillagok az ismert Világegyetem legerősebb mágnesei – magnetároknak hívják őket.

A mágneses tér fenntartása azonban már nem ilyen egyszerű: az erős mágneses tér lelassítja a magnetár forgását, amely végül egy unalmas, öreg neutroncsillaggá válik.

A tudósok szerint a GRB 200415A néven katalogizált óriási fellángolás a mágneses mágneses mező hirtelen átrendeződésével kezdődött, amelyet valószínűleg csillagrengés okozhat. Ez a változás röntgensugarak és gammasugarak (bíborvörös) gyors, erőteljes impulzusát eredményezte. Az esemény egy elektron és pozitron felhőt is kibocsátott, amelyek a fénysebesség körülbelül 99% -án haladtak.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Kettős csillagok

zSabad szemmel is megfigyelhető kettős az Alcor és a Mizar (Nagy Medve csillagkép)

Kettőscsillag alatt két olyan csillag együttesét értjük, ahol az egymáshoz képesti mozgás során a két komponens tömegvonzása meghatározható. Az észlelő csillagászatban azonban ebbe a kategóriába sorolják az optikai, tehát egymással fizikai kapcsolatban nem álló kettősöket is, mivel pusztán a látvány alapján a kettősség eredete nem tisztázható.

A legismertebb, szabad szemmel is megfigyelhető kettős az Alcor és a Mizar (Nagy Medve csillagkép), a kis távcsővel megfigyelhetők egyike az Albireo (narancs/kék pár, Hattyú csillagkép).

Igen gyakori, hogy nemcsak kettő, hanem három vagy még több csillag van egy csoportban. A magyar szóhasználatban viszonylag ritkán használják a többszörös csillag megnevezést; kettőscsillag alatt tehát többszörös csillagokat is értünk.

Szupernóvák

Egy szupernóvarobbanás során felszabaduló energia hatalmas, nagyságrendileg megegyezik a Nap által 10 milliárd év alatt kisugárzott összes energiával. A csillag energiaforrásainak kimerülése után a vasmag összehúzódási sebessége közel áll a szabadesés sebességéhez. A zsugorodás során a hőmérséklet eleinte nem növekszik nagymértékben, mivel a mag hatásos „hűtőkkel” rendelkezik. Az egyik ilyen hűtő a vasmagok alfa részekre és neutronokra történő lebomlása. Amikor a csillag összehúzódó magjának hőmérséklete egy kritikus határt elér, ez a bomlás egy ideig megállítja a további hőmérsékletemelkedést. A burok eközben a magot követve a centrum felé zuhan és felmelegszik. Amint véget ér a „vas hűtő” működése, a centrum hőmérséklete gyorsan eléri a 20 milliárd fokot, sűrűsége 10 10 g/cm3 -re emelkedik. Megkezdődik az alfa részek felhasadása szabad elektronokra és protonokra, melyek neutronokat alkotnak. Ezzel a reakcióval megemelkedik a neutrínóképződés, a neutrínók pedig nagy áthatolóképességük révén akadálytalanul eltávoznak a csillagból – ugyancsak hatásos hűtőként üzemelve. Amikor a hőmérséklet eléri a 40 milliárd K-t, a sűrűség pedig 3×10 11 g/cm3 közelébe jut, az anyag tovább már nem lesz átlátszó a neutrínókra nézve. Ezzel együtt kikapcsolódik a „neutrínó hűtő”, és a hőmérséklet gyorsan felszökik. 

A felszabaduló energia hatalmas mértékben megnöveli a nyomást a centrumban, és egy kifelé haladó lökéshullámot indít el, melynek hőmérséklete 10 milliárd K körül lehet. (A mag összehúzódása valószínűleg akkor ér véget, amikor hőmérséklete túllépi a 100 milliárd K-t.) A centrumba hulló felforrósodott burok ezzel a lökéshullámmal találkozik és az ütközés tovább növeli a hőmérsékletet, nagyjából 200 milliárd K-re – ekkor a tetőfokára hág a robbanás. A külső rétegekben ugyanis a magtól távolodva egyre alacsonyabb hőmérséklet uralkodott a csillag korábbi életében, így az egyes rétegekben csak meghatározott szintig játszódtak le a fúziós reakciók. Ezúttal a behulló burok rendkívül gyorsan felmelegszik, a benne található anyagok szinte egyszerre fuzionálnak, a felszabaduló energia mértéke pedig óriási. (A hatalmas energiafelszabadulás során a vasnál nehezebb elemek is létrejönnek.) A robbanás leszakítja a csillag burkát, és azt 10-20 ezer km/s-os sebességgel kirepíti. Az anyagkidobás mértéke csillagonként változik, az égitest tömegének nagyrészét a robbanás során ledobja. Az objektum sugárzása drasztikus mértékben megnövekszik, ilyenkor gyakran túl is ragyogja anyagalaxisát. (Az imént vázolt események mindössze egy másodperc körüli idő alatt játszódnak le.) A robbanás során ledobott héj egy ideig még megfigyelhető, amíg életben tartja a neutroncsillag sugárzása, illetve míg lassan szét nem oszlik a csillagközi térben – ez néhányszor tízezer év.                                   A szupernóvarobbanások gyakran aszimmetrikusak. Ennek következtében az égitest szívében kialakuló neutroncsillag nagysebességgel kilökődik eredeti helyéről.

A 300 éves Cassiopeia A szupernóva-maradvány a Kassziopeia csillagképben , tőlünk 11 000 fényév távolságban. Forrás: NASA
Megosztás itt: facebook
Facebook
Megosztás itt: twitter
Twitter
Megosztás itt: email
Email