Θερμοπυρηνικές εκρήξεις ακτίνων-Χ σε αστέρες νετρονίων όπου ορίζεται το ρεκόρ ταχύτητας

Credit: David A. Hardy

Εκρήξεις ακτίνων-Χ.

Καλλιτεχνική απεικόνιση από τον David A. Hardy ενός δυαδικού συστήματος, όπου ένα συμπαγές αντικείμενο, όπως ένα αστέρι νετρονίων συσσωρεύει υδρογόνο ή / και ήλιο από ένα συνοδό άστρο σαν τον Ήλιο μέσα από το λεγόμενο δίσκο προσαύξησης. Για ένα αστέρι νετρονίων, αυτό το πλαίσιο αποτυπώνει την κατάσταση περίπου 1 δευτέρου μετά από μια θερμοπυρηνική λάμψη κελύφους. Ένα κέλυφος παρασύρεται εκτός, σε σχετικιστικές ταχύτητες και γίνεται διαφανές.

Μια νέα μελέτη των θερμοπυρηνικών εκρήξεων ακτίνων-Χ σε αστέρες νετρονίων, αποκαλύπτει ότι, σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις, τα κελύφη μπορούν και 'αποβάλλονται' σε σχετικιστικές ταχύτητες - έως και 30% της ταχύτητας του φωτός.
Αυτές οι ταχύτητες είναι οι υψηλότερες που έχουν μετρηθεί ποτέ για ένα κοσμικό θερμοπυρηνικό γεγονός, συμπεριλαμβανομένων των νόβα και το θερμοπυρηνικό σουπερνόβα.
Το φαινόμενο αυτό, που ανακαλύφθηκε σε μόνο 0,1 δευτερόλεπτα των δεδομένων από τα 40 χρόνια διαστημικών παρατηρήσεων ακτίνων-Χ στην αστρονομία, ρίχνει νέο φως στο πώς οι πυρηνικές φλόγες απλώνονται πάνω από τις επιφάνειες των άστρων νετρονίων. 
Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν δημοσιευθεί στο "Αστρονομία & Αστροφυσική" (Astronomy & Astrophysics).


Καταγραφή

"Τα ευρήματα του μεγαλύτερου μέρους των ταχυτήτων, είναι ένα ρεκόρ για πυρηνοκίνητα φαινόμενα", λέει ο ερευνητής Jean in 't Zand του SRON.
"Είναι πιο γρήγορα από ό, τι τα ανώτατα όρια που μετρόνται σε άλλες αστρικές πυρηνικές εκρήξεις (καινοφανείς και τύπου Ia σουπερνόβα).
Πιθανώς οι εκρήξεις ακτίνων-Χ, μας παρέχουν ένα 'παράθυρο' στην αρχική φάση των θερμοπυρηνικών δραπετών που δεν είναι διαθέσιμο για το (υπερ) νόβα, δεδομένου ότι αυτά ανακαλύπτονται πάντα μετά η φάση η οποία έχει τελειώσει."


Τα άστρα νετρονίων

Μπορεί να φανταστεί κάποιος ένα αστέρι νετρονίων ως μία αποτυχημένη μαύρη τρύπα.
Και τα δύο είναι απομεινάρια άστρων, τουλάχιστον μερικές φορές βαρύτερα από τον Ήλιο, που κατέρρευσαν κατά τη διάρκεια ενός σουπερνόβα μετά την εξάντληση του πυρηνικού καυσίμου, που τα κρατούσε λαμπερά.
Τα αστέρια νετρονίων είναι ελαφρύτερα από ό, τι οι μαύρες τρύπες, γεγονός που τις καθιστά ικανές να κάνουν μια πλήρη διακοπή της κατάρρευσης, και απλά, εξαφανίζονται απότομα πίσω από τον ορίζοντα γεγονότων, σε μια διάμετρο μόνο μερικές δεκάδες χιλιόμετρα.

Αυτό σημαίνει ότι έχουν ορατές επιφάνειες με απαράμιλλη ισχυρή βαρύτητα, περίπου δέκα χιλιάδες δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερη από ό, τι στη γη. 
Ρίχνουν τη ύλη, έχοντας μια δραματική επίδραση.
Αυτή η ύλη συσσωρεύεται γρήγορα σε ένα 1 μ παχύ στρώμα με τέτοιες υψηλές πιέσεις όπως μία αστρικού μεγέθους H-βόμβα, που τροφοδοτείται από τη θερμοπυρηνική σύντηξη, που αναφλέγεται. Η σύντηξη διαρκεί ένα κλάσμα του δευτερολέπτου και θερμαίνει την ατμόσφαιρα σε δεκάδες εκατομμύρια βαθμούς.

Η επακόλουθη ψύξη, είναι ορατή ως μια μήκους-λεπτών, ακτίνων-X έκρηξη.
Η έκρηξη ακτίνων-Χ φαινομένου, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά με το SRON το 1975, η πρώτη δορυφορική κατασκευή από την Ολλανδία (ANS).
Οι μετρήσεις για την παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκαν με το "Χρονισμού Εξερεύνησης Ρόσι ακτίνων-Χ (Rossi X-ray Timing Explorer) της NASA.

Αυτό το σχήμα αποτυπώνει το βασικό περιεχόμενο της μέτρησης από την ανακάλυψη. Είναι μια γραφική παράσταση της φωτεινότητας ακτίνων-Χ με τον χρόνο, για τα πρώτα πέντε δευτερόλεπτα μία από τις δύο εκρήξεις που μελετήθηκαν. Η ουσία έγκειται στην κόκκινη ακίδα αναδρομής, το μπλε κύριο μέρος του ξεσπάσματος από τα τελευταία λεπτά. Η ακίδα είναι πολύ σύντομη (μερικές δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου· Η συντομότερη όλων, των πάνω από δέκα χιλιάδων εκρήξεων που ανιχνεύτηκαν από την ανακάλυψη στη δεκαετία του 1970) και πιο φωτεινή από το κύριο μέρος. Αυτό παραπέμπει σε μια σχετικιστική διαστολή ενός κελύφους στο 10-30% της ταχύτητας του φωτός.

Μετάφραση: To-New-Sas

Πηγή: home.sron.nl