La 50 de ani de cand au fost masurate primele semnale de la un pulsar a fost descoperit cel mai indepartat obiect ceresc de acest tip de pana acum. Emisia de raze X este extrem de intensa si mecanismul care o produce da batai de cap oamenilor de stiinta.
In 1967 cand Jocelyn Bell Burnell si Antony Hewish de la Universitatea Cambridge au detectat un semnal regulat, constand in pulsuri de radiaitie electromagnetica cu frecventa de un puls la circa 1.3 secunde, multi au fost cei care – cel putin la inceput – au crezut ca aceste semnale sunt emise de o civilizatie extraterestra mult mai dezvoltata ca a noastra. Nu a trecut insa multa vreme si oamenii de stiinta au atribuit semnalele descoprite unei asa-numite stele de neutroni. Pulsarul este deci o stea neutronica cu raza de 10-15 km, cu o densitate extrem de mare (avand masa de circa 1.5-2 ori mai mare ca a Soarelui), care, de obicei, au o viteza foarte mare de rotatie. Stelele de neutroni iau nastere in urma „mortii” unei stele cu masa mai mare ca a Soarelui, in urma exploziei si a colapsului gravitational care are loc atunci cand steaua initiala a epuizat combustibilul nuclear. Pulsarul emite energie sub forma unui flux de radiatie electromagnetica care provine de la polii magnetici ai stelei. Considerand ca axa magnetica a stelei nu coincide cu axa de rotatie, radiatia electromagnetica apare ca si lumina unui far. Din acest motiv un pulsar poate fi detectat doar cand fluxul este indreptat spre Pamant.
Din 1967 pana in prezent au fost descoperiti multi pulsari care emit radiatie in domeniul radio, dar si al razelor X (radiatie electromagnetica cu frecventa mult mai mare ca undelor radio). Recent a fost descoperit pulsarul cel mai indepartat masurat vreodata: este vorba despre NGC5907 ULX, care emite radiatie X si se afla la o distanta de 50 milioane ani lumina fata de noi. Descoperirea acestui pulsar a fost facuta de catre Gian Luca Israel de la Institutul National de Astrofizica din Roma (Italia), care a analizat informatiile provenind de la telescoapele: XMM-Newton al Agentiei Spatiale Europene (Esa) si NuSTAR de la Nasa. Cand radiatia detectata de catre astronomi a pornit spre noi de la steaua de neutroni dinozaurii disparusera de 10 milioane de ani insa oamenii primitivi inca nu existau.
Radiatia X care provine de la NGC5907 ULX a fost studiata pe o durata de 11 ani in care astronomii au constatat cum ca perioada pulsarului (deci cea a „farului”) a scazut de la 1.43 secunde in 2003 la 1.13 secunde in 2014. Aceasta scadere este foarte mare – ca si cum durata zilei pe Pamant ar scadea de la 24 de ore la circa 19 ore in doar 11 ani!
Din ce motiv variaza perioada pulsarului? S-a ajuns la concluzi ca pulsarul observat se afla intr-un sistem binar, deci impreuna cu o alta stea, de la care „smuge” materie cu o rata foarte mare. Practiv pulsarul NGC5907 ULX isi devora partenerul ceresc si emite o cantitate de energie extrema- cam de 1000 de ori mai mare decat ceea ce ar fi de asteptat de la un obiect cu masa asemanatoare Soarelui. La ora actuala nu este pe deplin inteles mecanismul care duce la emiterea unei radiatii atat de intense; se banuieste ca exista un camp magnetic cu o configuratie complexa in apropierea pulsarului, ceea ce are drept efect generarea unei radiatii intense. Sunt insa necesare mai multe observatii astronomice, pe de o parte, si modele simulate pe calculator, pe de alta.
In viitorul apropiat se asteapta ca informatii legate de stele de neutroni sa fie obtinute in urma observatiei undelor gravitationale emise de sisteme binarii in care cel putin unul dintre corpuri este o stea neutronica (celalalt ar utea sa fie o gaura neagra sau, la randul lui, tot o stea de neutroni). In inima steleor neutronice s-ar putea afla si materie „stranie” (adica care contine quarkul „strange”), fiind acesta unul dintre misterele cele mai actuale ale astrofizicii moderne. Semnalele emise de aceste stele ne-ar putea dezvalui inclusiv anatomia acestora, si ajuta sa aflam daca intr-adevar pulsarii contin quarci stranii..
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro