Γεμάτο το Σύμπαν με το αρχέγονο υλικό των αστρικών ανέμων

Τα δεδομένα που καταγράφηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων X της Chandra της NASA για το άστρο νετρονίων καθώς περνούσε μέσα από ένα πυκνό στρώμα αστρικού ανέμου που προέρχεται από ογκώδη αστέρι παρείχαν πολύτιμες πληροφορίες για τη δομή και τη σύνθεση των αστρικών ανέμων και για το περιβάλλον του ίδιου του άστρου νετρονίων.

“Οι άνεμοι είναι το υλικό – αποτελούμενο από πρωτόνια, ηλεκτρόνια και μεταλλικά άτομα – που εκτοξεύονται από αστέρια“, δήλωσε ο Πραγάτι Πραντάν, μεταδιδακτορικός ερευνητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο Penn State.

Το υλικό αυτό εμπλουτίζει το περιβάλλον του αστέρα με μέταλλα, κινητική ενέργεια και ιοντίζουσα ακτινοβολία. Αυτή είναι η αρχική ύλη για το σχηματισμό των αστεριών. Μέχρι την τελευταία δεκαετία θεωρήθηκε ότι οι αστρικοί άνεμοι ήταν ομοιογενείς αλλά τα στοιχεία της Chandra παρέχουν άμεσες αποδείξεις ότι οι αστρικοί άνεμοι περιέχουν ποικίλα υλικά

Ο παρατηρούμενος αστέρας νετρονίων είναι μέρος ενός δυαδικού συστήματος μεγάλης μάζας με παραγωγή ακτίνων Χ.

Τα αστέρια ουδετέρων σε δυαδικά συστήματα παράγουν ακτίνες Χ όταν το υλικό από το αστέρι πέφτει προς το άστρο νετρονίων και επιταχύνεται σε υψηλές ταχύτητες. Ως αποτέλεσμα αυτής της επιτάχυνσης, παράγονται ακτίνες Χ που μπορούν να αλληλεπιδρούν με τα υλικά του αστρικού ανέμου για να παράγουν δευτερογενείς ακτίνες Χ ενεργειών υπογραφής σε διάφορες αποστάσεις από το αστέρι νετρονίων.

Τα ουδέτερα – αφόρτιστα – άτομα σιδήρου, για παράδειγμα, παράγουν ακτίνες Χ φθορισμού με ενέργεια των 6,4 χιλιοτόνων ηλεκτρονίων βολτ (keV), περίπου 3000 φορές την ενέργεια του ορατού φωτός. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν φασματοφωτομετρητές, όπως το όργανο στο Chandra, για να συλλάβουν αυτές τις ακτίνες Χ και να τις χωρίσουν με βάση την ενέργεια τους για να μάθουν για τις συνθέσεις των αστεριών.

“Τα ουδέτερα άτομα σιδήρου είναι ένα πιο συνηθισμένο συστατικό των αστεριών, έτσι συνήθως βλέπουμε μια μεγάλη κορυφή στα 6,4 keV στα δεδομένα από τα φασματόμετρα μας όταν κοιτάμε τις ακτίνες Χ από τα περισσότερα αστέρια νετρονίων σε ένα δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ υψηλής μάζας” , σημείωσαν οι επιστήμονες.

“Όταν εξετάσαμε τα δεδομένα των ακτίνων Χ από το δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ μεγάλης μάζας γνωστό ως OAO 1657-415 είδαμε ότι αυτή η κορυφή στα 6,4 keV είχε ένα ασυνήθιστο χαρακτηριστικό γνώρισμα: Είχε μια ευρεία επέκταση σε 6,3 keV. που υποδηλώνει ότι οι ακτίνες Χ από ουδέτερο σίδηρο προέρχονται από την πυκνή ύλη που περιβάλλει το αστέρι. Αυτό είναι μόνο το δεύτερο δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ μεγάλης μάζας όπου έχει εντοπιστεί ένα τέτοιο χαρακτηριστικό“.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης την τελευταία τεχνολογία της Chandra για να προσδιορίσουν ένα χαμηλότερο όριο στην απόσταση από το αστέρι νετρονίων που σχηματίζουν οι ακτίνες Χ από ουδέτερο σίδηρο. Η φασματική τους ανάλυση έδειξε ότι ο ουδέτερος σίδηρος ιονίζεται τουλάχιστον 2,5 δευτερόλεπτα σε απόσταση περίπου 750 εκατομμυρίων μέτρων, από το αστέρι νετρονίων για την παραγωγή ακτίνων Χ.

“Σε αυτό το έργο, βλέπουμε μια εξασθένιση των ακτίνων Χ από το αστέρι νετρονίων και μια προεξέχουσα γραμμή από ουδέτερο σίδηρο στο φάσμα των ακτίνων Χ – δύο υπογραφές που υποστηρίζουν τη συσσωρευμένη φύση των αστρικών ανέμων“, δήλωσε ο Πραντάν.

Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε  υπό την ηγεσία των αστρονόμων του Penn State, στο περιοδικό της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Επιμέλεια Κειμένου: Ηλίας Ντράλλος