ESA-in XMM-Newton X-ray svemirski opservatorij (također nazvan X-ray Multi-Mirror) pronašao je pulsar — vrtložne ostatke nekoć masivne zvijezde — koji je tisuću puta svjetliji nego što se prije mislilo da je moguće. Pulsar, identificiran kao NGC 5907 X-1, također je najudaljeniji te vrste ikad otkriven, a njegova svjetlost putuje 50 milijuna svjetlosnih godina prije nego što ga je otkrio XMM-Newton.
Pulsari vrte magnetizirani neutron zvijezde koje brišu redovite impulse zračenja u dvije simetrične zrake preko kozmosa. Ako su ispravno poravnate sa Zemljom, te su zrake poput svjetionika koji se čini da trepće i gasi se dok se okreće. Oni su nekoć bili masivne zvijezde koje su eksplodirale u snažnoj supernovi na prirodnom kraju svojih života, prije nego što su postale mala i izuzetno gusta zvjezdana leševa.
Ovaj izvor X-zraka najsjajniji je do sada otkriveni izvor te vrste: ima 10 puta svjetliji od prethodnog rekordera. U jednoj sekundi emitira istu količinu energije koju naše Sunce oslobodi u 3,5 godine! Ultraluminozni izvori X-zraka (ULX) u obližnjim galaksijama sjaje jače od bilo kojeg izvora X-zraka u našoj galaksiji. ULX-ove obično opisuju znanstveni modeli kao crne rupe zvjezdane mase (BH) koje se skupljaju vrlo visokim stopama, ili BHsrednje mase.
Svemirska letjelica XMM-Newton promatrala je objekt nekoliko puta u proteklih 13 godina, a ovo je otkriće rezultat sustavne potrage za pulsarima u arhivi podataka — njihovim periodičnim pulsarima od 1,13 sekundi. otkriveno. Signal je također identificiran u NASA-inoj datoteci podataka NuSTAR, pružajući dodatne informacije.
Rekordni pulsar, identificiran kao NGC 5907 X-1, nalazi se u spiralnoj galaksiji NGC 5907, koja je također poznata kao Knife Blade Galaxy ili Splinter Galaxy. Slika se sastoji od podataka o emisiji X-zraka (plavo/bijelo) iz ESA-inog svemirskog teleskopa XMM-Newton i NASA-inog opservatorija za X-zrake Chandra, kao i optičkih podataka iz Sloan Digital Sky Survey (galaksija i zvijezde u prvom planu). Umetak prikazuje pulsiranje rendgenskih zraka rotirajuće neutronske zvijezde, koje ima period od 1,13 s, kako je utvrđeno XMM-Newton European Photon Imaging Camera. Zasluge: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra i SDSS
“Ultraluminozni izvori X-zraka (ULX) u obližnjim galaksijama sjaje jače od bilo kojeg izvora X-zraka u našoj galaksiji. ULX-ovi se obično modeliraju kao crne rupe zvjezdane mase (BH) koje se gomilaju vrlo visokim stopama ili BH srednje mase. Predstavljamo opažanja koja pokazuju da je NGC 5907 ULX umjesto toga neutronska zvijezda X-zraka (NS) koja se nakuplja iperiod rotacije koji se razvijao od 1,43 sekunde 2003. do 1,13 sekundi 2014. Ima vršnu izotropnu svjetlost 1000 puta veću od Eddingtonove granice za NS na 17,1 megaparseka. Standardni akrecijski modeli ne mogu objasniti njihov sjaj, čak ni uz pretpostavku emisije snopa, ali snažno multipolarno magnetsko polje može opisati njihova svojstva. Ova otkrića sugeriraju da drugi ekstremni ULX-ovi (luminoznost X-zraka ≥ 1041 erg sekunda−1) mogu sadržavati NS'.”
Ranije se vjerovalo da samo crne rupe koje su barem 10 puta masivnije od Sunca hrane na svojim zvjezdanim pratiocima mogli doseći tako izvanredan sjaj, ali brze i redovite pulsacije ovog izvora su otisci prstiju neutronskih zvijezda i jasno ih razlikuju od crnih rupa", kaže Gian Luca Israel, iz INAF-Osservatorio Astronomica di Roma, Italia, voditelj autor rada koji opisuje studiju objavljen je u Science ovaj tjedan.
Arhivski podaci također su otkrili da se brzina rotacije pulsara mijenjala tijekom vremena, od 1,43 s po rotaciji 2003. do 1,13 s 2014. Isto relativno ubrzanje Zemljine rotacije skratilo bi dan za pet sati u istom vremenskom razdoblju. "Samo je neutronska zvijezda dovoljno kompaktna da se drži zajedno dok se okreće tako brzo", dodaje Gian Luca.
Iako nijeneobično za promjenu brzine rotacije neutronske zvijezde, velika stopa promjene u ovom slučaju vjerojatno je povezana s objektom koji brzo troši masu od svog pratioca.
“Ovaj objekt stvarno izaziva naše trenutno razumijevanje procesa “akrecije” za zvijezde visokog sjaja”, kaže Gian Luca. "Svjetliji je 1000 puta od onoga što se smatralo maksimalnim mogućim za neutronsku zvijezdu koja povećava masu, pa je potrebno nešto drugo u našim modelima kako bi se objasnila ogromna količina energije koju oslobađa objekt."
Znanstvenici misle da ovaj pulsar mora imati snažno i složeno magnetsko polje u blizini svoje površine, takvo da je akrecija na površini neutronske zvijezde još uvijek moguća, a da pritom i dalje stvara veliku svjetlost.
“Otkriće ovog vrlo neobičnog objekta , daleko najekstremniji objekt ikada otkriven u smislu udaljenosti, sjaja i stope povećanja njegove rotacijske frekvencije, postavlja novi rekord za XMM-Newton i mijenja naše ideje o tome kako ti objekti stvarno 'rade',” kaže Norbert Schartel, ESA-in znanstvenik XMM-Newton projekta. Fonte G. L. Israel i dr., “Akrecirajući pulsar s ekstremnim svojstvima pokreće ultraluminozan izvor X-zraka u NGC 5907” u Science (20. veljače 2017.) DOI: 10.1126/science.aai8635;
ESA web stranica; “Najsjajniji najdaljepulsar u svemiru”. Pristupljeno 21. veljače 2017.
