Egy lusta neutroncsillag

Egy társainál sokszor lassabban forgó neutroncsillag röntgensugárzását vizsgálták. Az objektumnak 6 óránál is hosszabb idő kell egy fordulathoz.

Az ESA XMM-Newton röntgenholdjával a szakemberek a 10 ezer fényévre lévő, 1E161348-5055 jelzésű neutroncsillagot tanulmányozták. Az objektum az RCW 103 jelzésű szupernóva-maradvány centrumában van, és egy közel 2000 éve felrobbant csillag magjából maradt vissza.

Amikor az égitestet 25 éve felfedezte az Einstein-űrobszervatórium, még csak egy átlagos objektumnak tűnt a sok neutroncsillag között. Nemrég az XMM-Newon röntgenteleszkóppal végzett 25,4 órás folyamatos megfigyelés során azonban kiderült, hogy 6,67 órás periódussal jelentkezik erős sugárzása.

A neutroncsillagok sugárzása a gyors tengelyforgás miatt mutatkozik periodikusan, és ez a periódus (tehát a tengelyforgás ideje) jellegzetesen a másodperc nagyságrendjébe esik, gyakran ennél is rövidebb. Az itt megfigyelt rendkívül hosszú érték példa nélküli - különösen, ha figyelembe vesszük az égitest 2000 év körüli fiatal korát. A neutroncsillagok különböző mágneses folyamatok révén ugyanis forgási energiájukból veszíthetnek az évmilliók során - ehhez azonban nagyságrendekkel több idő kell az itt jellemző 2000 évnél.

Mivel a neutroncsillag a szupernóva-maradvány centrumában van, helyzete alapján gyakorlatilag kizárható, hogy egy máshol született és véletlenül odakeveredett, esetleg sokkal idősebb objektummal lenne dolgunk. A kutatás vezetője, Andrea De Luca (IASF-INAF) két csoportba sorolta a hosszú periódusú jelek kialakulásának lehetséges magyarázatát.

Az egyik csoportba az az elképzelt forgatókönyv tartozik, amelyben a fiatal neutroncsillag valamilyen szokatlanul intenzív jelenség keretében veszített lendületéből. Ez lehet például az ún. magnetaroknál jellemző mágneses folyamat. A magnetarok rendkívül erős mágneses térrel bíró neutroncsillagok, és az ezzel kapcsolatban fellépő jelenségek képesek erősen lassítani forgásukat. Bár eddig csak kb. egy tucat magnetart ismerünk, azok hosszúnak tekintett forgási ideje sem haladja meg a néhány perc körüli értéket. Némi kiegészítéssel azért talán tartható a magnetar teória: eszerint a mágneses tér hatékonyságát az impulzusmomentum elszállításában egy gázból álló anyagkorong is növelhette a neutroncsillag körül. A korongot egy eddig észrevétlen társáról "szívhatta el", vagy a robbanás után visszamaradt felhőből foghatta be az égitest - igaz ilyen gyors perdületvesztésre eddig nem láttunk meggyőző példát.

A fentiekkel kapcsolatos további lehetőség az ún. kettős akkréció avagy kettős tömegbefogás folyamata, amelynek során a feltételezett társcsillagról az anyag egy része közvetlenül a neutroncsillagra hullik, egy része pedig egy akkréciós korongot alkot körülötte. Ez olyan röntgensugárzó kettős esetében, azoknak is élete elején befolyásolhatja hatékonyan a tengelyforgást, ahol a társ elnyúlt pályán mozog a neutroncsillag körül.

A magyarázatok másik csoportja szerint a 6,67 órás periódus nem is a neutroncsillag tengelyforgási ideje, hanem egy eddig észrevétlen kisebb kísérőcsillag keringési periódusa. Egy kb. fél naptömegű csillag elméletileg létrehozhatja a periodikus jelet, és az eddigi megfigyelések során észrevétlen is maradhatott. A sugárzás kapcsolódhat például periodikus anyagátadáshoz - de további kérdés ennél a magyarázatnál, hogy a társ miként élhette túl a szupernóva-robbanást, a megsemmisülő csillagtól ilyen kis távolságban.

A fenti lehetőségek mellett az is növeli a páros körüli homályt, hogy a röntgenteleszkóp korábbi megfigyelései 2001-ben nem mutatták ki a furcsa periódust, és az objektum akkor felvett színképe erősen különbözött a most rögzített spektrumtól.

Kereszturi Ákos