Tři neutronové hvězdy zdeformovaly časoprostor

Díky rentgenovým teleskopům XMM-Newton a Suzaku měli vědci poprvé možnost sledovat zakřivení prostoročasu okolo 3 neutronových hvězd. Uskutečněná pozorování současně vedla k vývoji nové metody zkoumání těchto zvláštních vesmírných objektů.

Spektrální čáry žhavých atomů železa kroužících na vnitřním okraji akrečního disku | foto: NASA

Neutronové hvězdy jsou zhroucená jádra hvězd, které v minulosti explodovaly jako supernovy. Obsahují nejhustší pozorovatelnou hmotu ve vesmíru, jen pro představu – běžný čajový šálek naplněný jejich látkou by vážil víc než celý Mount Everest. Mezní fyzikální podmínky panující v neutronových hvězdách z nich činí unikátní přírodní laboratoře, které vědcům umožňují studovat, jak se hmota chová za extrémních hustot a tlaků. (Někteří vědci sice spekulují, že v kosmu by mohly existovat dokonce ještě hustší tělesa, a to kvarkové hvězdy, obsahující tzv. podivnou hmotu, tvořenou směsí individuálních kvarků, ale prozatím se jedná spíš o nepotvrzené hypotézy – viz zpráva o supernově SN 2006gy na serveru časopisu New Scientist.)

„Ve středech neutronových hvězd by se mohly vyskytovat exotické částice nebo stavy hmoty, jako například kvarková hmota, ale je téměř nemožné je vytvořit v laboratorních podmínkách. Jediný způsob, jak je odhalit, je porozumět neutronovým hvězdám,“ říká Sudip Bhattacharyya z Goddardova střediska vesmírných letů. Právě on se spolupodílel na vývoji nové metody, jak změřit průměr neutronových hvězd, který je vedle hmotnosti klíčovým parametrem pro určení jejich skutečné hustoty.

Neutronové hvězdy a binární soustavy

S kolegou Todem Strohmayerem se zaměřili na binární systém označovaný jako Serpens X-1, 26 tisíc světelných let daleko od nás, ve kterém neutronová hvězda „okrádá“ svého hvězdného společníka o jeho materiál.

Binární systém

Neutronové hvězdy se totiž ve valné většině vyskytují v binárních soustavách, osamělých neutronových hvězd bylo dosud objeveno pouze osm. Na tu poslední a nám pravděpodobně vůbec nejbližší (1RXS J141256.0+792204, vzdálenou maximálně tisíc světelných let) narazili astronomové teprve nedávno, zprávy o jejím objevu byly publikovány v polovině letošního srpna. (O tom, že i vědci mají smysl pro humor, svědčí fakt, že původních sedm do té doby známých izolovaných neutronových hvězd pojmenovali Sedm statečných, tu nejnovější z nich pak Calvera. Tomu, kdo někdy viděl veleúspěšnou kovbojku z šedesátých let minulého století, jistě není třeba nic vysvětlovat.)

Deformace spektrálních čar

Ale zpět k systému Serpens X-1. Bhattacharyya a Strohmayer se soustředili na studium spektrálních čar žhavých atomů železa kroužících na vnitřním okraji akrečního disku okolo neutronové hvězdy. Jejich rychlost je závratná, dosahují až 40 % rychlosti světla. Spektrální linie železa v discích neutronových hvězd již dříve zaznamenaly i jiné rentgenové observatoře, ale kvůli nedostatečné citlivosti je nebylo možné podrobně prozkoumat. Pro sondu XMM-Newton to však nebyl problém. Vědci zjistili, že čáry železa jsou v důsledku Dopplerova jevu a relativistických efektů (tzv. beaming) asymetricky rozmazané a zdeformované. Zakřivení časoprostoru způsobené mohutnou gravitací posouvá spektrální linie železa k delším vlnovým délkám, tedy do červena.

„Tyto asymetrické linie jsme už pozorovali u mnoha černých děr, ale toto je první důkaz toho, že je mohou produkovat i neutronové hvězdy. Ukazuje se, že neutronové hvězdy se v tom, jak přitahují a hromadí materiál, od černých děr příliš neliší, a to nám dává nový nástroj ke zkoumání Einsteinovy teorie,“ komentuje objev Strohmayer.

Vědci pozorovali tři neutronové hvězdy

Výzkumná skupina, v jejímž čele stáli Edward Cackett a Jon Miller z Michigenské univerzity (Bhattacharyya a Strohmayer se účastnili i této práce), použila k průzkumu binárních soustav s neutronovými hvězdami japonský rentgenový satelit Suzaku (česky Červený pták). Prověřila hned tři binární systémy: Serpens X-1 a navíc GX 349+2 a 4U 1820-30. Jejich závěry potvrdily výsledky získané observatoří XMM-Newton, družice Suzaku naměřila téměř identické deformace spektrálních čar.

„Vidíme plyn uhánějící těsně při povrchu neutronové hvězdy,“ říká Cackett. „A protože vnitřní část disku zjevně nemůže obíhat kolem neutronové hvězdy blíž, než je její povrch, tak nám tato měření poskytují maximální velikost průměru neutronové hvězdy.“ Z naměřených dat vědci odhadují, že neutronové hvězdy mají nejvýš 30 kilometrů v průměru, což je zcela ve shodě s teoretickými modely.

Astronomové tedy nyní mají k dispozici novou, přesnější metodu měření velikosti neutronových hvězd. Ale i tak je před nimi ještě hodně práce, neutronové hvězdy svá tajemství nevydávají tak snadno. Za vše hovoří Strohmayerova slova na serveru časopisu New Scientist: „U neutronových hvězd, jejichž hmotnost umíme dobře změřit, nám chybí přesnější určení jejich velikosti. U těch, o kterých víme, jak velké by asi mohly být, zas nemáme dostatečně přesná měření jejich hmotnosti. Je to trochu frustrující. Neutronové hvězdy jsou pro nás stále ještě záhadou, kterou je třeba teprve vyřešit. Ale pracujeme na tom.“

Zdroj: www.nasa.gov, www.newscientist.com

Autor:
  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 44 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 21 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Za vyhynutím dinosaurům mohla být i doba temna

29. března 2024

Dopad planetky je nyní většinou odborníků považován za hlavní příčinu vyhynutí zhruba 73 až 76 %...

Podívejte se na Boeing C-17 Globemaster, který do Česka přivezl nové vrtulníky

29. března 2024

V sobotu 23. března dosedl v Praze nákladní letoun USAF, který vezl obzvlášť cenný náklad. Z...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Bude startovat naposledy

28. března 2024  15:36,  aktualizováno  19:54

Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Velikonoce 2024: Na Velký pátek bude otevřeno, v pondělí obchody zavřou

Otevírací doba v obchodech se řídí zákonem, který nařizuje, že obchody s plochou nad 200 čtverečních metrů musí mít...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...