Итак, как вы измеряете температуру одного из самых экзотических объектов во Вселенной? Нейтронная звезда (массой от ~ 1,35 до 2,1 Солнца, ширина которой составляет всего 24 км) является остатком сверхновой после смерти большой звезды. Хотя они не достаточно массивны и становятся черной дырой, нейтронные звезды по-прежнему накапливают вещество, вытягивая газ из двойного партнера, часто подвергаясь длительным периодам вспышек.
К счастью, мы можем наблюдать рентгеновские вспышки (используя такие инструменты, как Chandra), но не сама вспышка может показать температуру или структуру нейтронной звезды.
На конференции AAS на прошлой неделе подробности о результатах рентгеновской наблюдательной кампании MXB 1659-29, квазипостоянного переходного рентгеновского источника (то есть нейтронной звезды, которая вспыхивает в течение длительных периодов), показали некоторые захватывающие идеи для физика нейтронных звезд, показывающая, что, когда кора нейтронной звезды остывает, ее состав раскрывается, и температура этих экзотических остатков сверхновых может быть измерена ...
Во время вспышки нейтронные звезды генерируют рентгеновские лучи. Эти источники рентгеновского излучения могут быть измерены и их эволюция отслеживается. В случае MXB 1659-29, Эд Кэкетт (Университет Мичигана) использовал данные, полученные от NASA Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE), для мониторинга охлаждения коры нейтронной звезды после продолжительного периода вспышки рентгеновского излучения. MXB 1659-29 вспыхнул в течение 2,5 лет, пока не «выключился» в сентябре 2001 года. С тех пор периодически наблюдался источник, чтобы измерить экспоненциальное уменьшение рентгеновских излучений.
Так почему это важно? После длительного периода вспышки рентгеновского излучения кора нейтронной звезды будет нагреваться. Однако считается, что ядро нейтронной звезды будет оставаться относительно холодным. Когда нейтронная звезда перестает вспыхивать (по мере того, как аккреция газа, питающего вспышку, отключается), источник нагрева для коры теряется. В течение этого периода «покоя» (без вспышек) уменьшающийся поток рентгеновских лучей от остывающей коры нейтронной звезды раскрывает огромное количество информации о характеристиках нейтронной звезды.
Во время покоя астрономы будут наблюдать рентгеновское излучение, испускаемое с поверхности нейтронной звезды (в отличие от вспышек), поэтому прямые измерения нейтронной звезды могут быть сделаны. В своем выступлении Кэкетт исследовал, как поток рентгеновских лучей от MXB 1659-29 экспоненциально уменьшился, а затем выровнялся при постоянном потоке. Это означает, что кора быстро остыла после вспышки, в конечном итоге достигнув теплового равновесия с ядром нейтронной звезды. Поэтому, используя этот метод, можно определить температуру ядра нейтронной звезды.
Включая данные другого рентгеновского переходного процесса нейтронной звезды KS 1731-260, скорости охлаждения, наблюдаемые в начале покоя, позволяют предположить, что эти объекты имеют хорошо упорядоченные кристаллические решетки с очень небольшим количеством примесей. Быстрое снижение температуры (от вспышки до покоя) заняло приблизительно 1,5 года, чтобы достичь теплового равновесия с ядром нейтронной звезды. Дальнейшая работа теперь будет проводиться с использованием данных Чандры, чтобы можно было найти больше информации об этих быстро вращающихся экзотических объектах.
Внезапно нейтронные звезды стали менее загадочными для меня в 10-минутном выступлении в прошлый вторник, я люблю конференции…
Связанные публикации:
- Наблюдения Чандры и Свифта за квазипостоянным переходным процессом нейтронной звезды EXO 0748-676 в состоянии покоя, Дегенаар и другие., 2008
- КРИВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ ОХЛАЖДЕНИЕ НЕЙТРОННОЙ ЗВЕЗДЫ В MXB 1659-29Руди Вийнандс, 2004
