Prijeđite na glavni sadržaj

Neutronske zvijezde

Neutronske zvijezde su objekti izuzetno visoke gustoće, s masama blizu Sunčeve, ali s promjerima od samo desetak kilometara. Nalik su atomskoj jezgri veličine malog grada. Vrte se izuzetno brzo i pravilno, s periodima vrtnje između tisućinke sekunde i 10 sekundi.

Neutronske zvijezde

Rakova magilca. Izvor: NASA/JPL-Caltech/R. Gehrz (University of Minnesota).

Kombinacija brze vrtnje i iznimno jakih magnetskih polja na zvijezdi stvara jake električne potencijale koji zatim neprestano stvaraju nabijene čestice, uglavnom elektrone i pozitrone (pozitivno nabijene antielektrone).

Nabijene čestice se gibaju duž silnica magnetskog polja koje se rotiraju zajedno sa zvijezdom i pri tome nabijene čestice emitiraju snop zračenja u cijelom području elektromagnetskog spektra, od radiovalova do gama-zraka. Svaki put kad se ovaj snop poklopi s našim pravcem promatranja, vidimo puls zračenja, slično kao svjetionik promatran s velike udaljenosti.

Rakova maglica i njezin pulsar jedini su objekti čije je spektakularno rođenje pouzdano zabilježeno. Zato točno znamo koliko su stari što je od ključne važnosti za testiranje našeg razumijevanja svojstava neutronskih zvijezda.

Prije nekoliko godina teleskopom MAGIC otkriveno je gama-zračenje iz Rakovog pulsara na energijama iznad 25 GeV, što je predstavljalo veliko iznenađenje. Kako snažno magnetsko polje vrlo efikasno zaklanja visokoenergijsko gama-zračenje, znanstvenici su zaključili da to zračenje mora nastajati na visini od najmanje 60 km iznad površine neutronske zvijezde, jer je na toj visini magnetsko polje manjeg intenziteta. Zato se gama-zrake tako visokih energija, a koje nastaju vrlo blizu površine zvijezde ne bi smjele opaziti, što je opovrglo jednu od glavnih teorija pulsne emisije Rakovog pulsara.

Prije godinu i pol MAGIC je opazio gama-zrake energijama višim od 100 GeV. Prije otprilike pola godine kolaboracija VERITAS je opazila pulseve gama-zračenja na energijama iznad 100 GeV, što je opet premašilo sva očekivanja. Sada, nakon što su analizirani svi podaci prikupljeni tijekom dvije godine, kolaboracija MAGIC predstavlja najdetaljnije i najpreciznije mjerenje periodične emisije u širokom rasponu energija, od 50 GeV do 400 GeV te pokazuje da je trajanje svakog pulsa samo jedna tisućinka sekunde.

Nedavna MAGIC-ova mjerenja, zajedno s mjerenjima satelita Fermi na puno nižim energijama, daju neprekinutu pokrivenost spektra od 0.1 GeV do 400 Gev. Rezultati ovih opažanja postavljaju veliki izazov za većinu postojećih teorija pulsne emisije jer predviđaju znatno nižu gornju granice za energiju emisije.

Jedan novi teorijski model objašnjava opaženi fenomen pomoću kaskadnog procesa u kojem se proizvode sekundarne čestice koje mogu proći kroz magnetosferu pulsara.

Drugo objašnjenje, koje je nedavno objavljeno u časopisu Nature, povezuje naša opažanja s jednako zagonetnom fizikom vjetrova s pulsara.

Vjetar s pulsara je tok čestica (elektrona, pozitrona i fotona) koji se sudara s tvari okolne maglice i tako je snabdijeva energijom. Iako ovi novi modeli mogu objasniti izuzetno visoke energije i kratko trajanje pulseva, bit će ih potrebno dodatno usavršiti kako bi mogli vjerno reproducirati opažanja. Naravno, potrebna su i buduća opažanja da bi se riješila cijela zagonetka.

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.