Około 24 000 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Kasjopei astronomowie odkryli gwiazdę neutronową, której istnienia nie można wyjaśnić żadną z obecnych teorii. Faktem jest, że gwiazda wyrzuca dżety (bardzo silne strumienie plazmy poruszające się z niewiarygodną prędkością), ale jednocześnie ma bardzo silne pole magnetyczne. Według współczesnych teorii wyrzucenie dżetów z gwiazd neutronowych jest możliwe tylko wtedy, gdy siła ich pola magnetycznego jest 1000 razy mniejsza niż odkryta. Odkrycie naukowców zostało opisane w czasopiśmie Nature.
Kiedy cykl życiowy gwiazd o masie kilka razy większej od masy Słońca dobiega końca, eksplodują one w postaci supernowych, pozostawiając gwiazdy neutronowe. Gwiazdy te wyróżniają się ekstremalnym stopniem gęstości i bardzo potężną siłą grawitacji, a jednocześnie mają bardzo mały promień - około 10-20 kilometrów. Gwiazdy neutronowe, podobnie jak czarne dziury, są zdolne do emitowania dżetów - potężnych strumieni cząstek przyspieszanych prawie do prędkości światła. Wcześniej uważano, że gwiazdy neutronowe o bardzo silnym polu magnetycznym nie mogą wytwarzać dżetów, ale obserwacje astronomów pod kierunkiem Van den Eindena z Uniwersytetu w Amsterdamie w ramach projektu ICRAR z wykorzystaniem teleskopu VLA pokazują, że opinia ta okazała się błędna.
Obiektem badań naukowców była gwiazda Swift J0243.6 + 6124, odkryta w październiku 2017 roku przez teleskop kosmiczny Swift. Jest częścią układu podwójnego, powoli obraca się i przyciąga materiał innej gwiazdy towarzyszącej, według naukowców wielkości znacznie większej od niej Słońca. Co więcej, siła jego pola magnetycznego jest 10 bilionów razy większa niż naszej gwiazdy.
Obserwując obiekt za pomocą teleskopu VLA, naukowcy odkryli, że podczas pulsacji z gwiazdy emitowane są nie tylko promienie X, ale także emisja radiowa. Ponadto jasność systemu w zasięgu radiowym zaczęła słabnąć, gdy osiągnięto maksymalną emisję promieniowania rentgenowskiego, a następnie malała. Takie zachowanie jest zwykle obserwowane w systemach ze strumieniem.
Współczesne teorie sugerują, że strumień cząstek przyspieszanych do dużych prędkości jest wyzwalany przez pole magnetyczne w wewnętrznych częściach dysku akrecyjnego. Jednak przy bardzo silnym polu magnetycznym gwiazdy, pole to powstrzyma tworzenie się dżetu, uniemożliwiając materii dysku dotarcie do powierzchni gwiazdy. Niemniej obserwacje naukowców wskazują, że prawdopodobnie istnieją inne mechanizmy powstawania dżetów. Zgodnie z jednym z założeń, powstawanie strumieni plazmy może zależeć od rotacji gwiazdy neutronowej, a nie od siły pola magnetycznego w rejonie dysku akrecyjnego, jak to jest typowe dla innych układów z gwiazdami neutronowymi. Naukowcy uważają, że wolno obracające się gwiazdy neutronowe będą miały słabszy dżet. Przynajmniej sądząc po danych obserwacyjnych, taką cechę obserwuje się w systemie Swift J0243.6 + 6124.
Zdaniem naukowców gwiazda neutronowa Swift J0243.6 + 6124 może reprezentować całą klasę podobnych obiektów. Jednak ich emisje radiowe są zbyt słabe, aby mogły zostać wykryte przez dzisiejsze instrumenty naukowe. Naukowcy są przekonani, że aktualizacja tej samej VLA pozwoli na znalezienie innych podobnych układów i zrozumienie, w jaki sposób powstają dżety w gwiazdach neutronowych.
Nikolay Khizhnyak
Film promocyjny: