Quindi, come si fa a misurare la temperatura di uno degli oggetti più esotici dell'Universo? Una stella di neutroni (da ~ 1,35 a 2,1 masse solari, che misurano solo 24 km di diametro) è il residuo di una supernova dopo la morte di una grande stella. Sebbene non siano abbastanza massicci da diventare un buco nero, le stelle di neutroni continuano ad accumulare materia, estraendo gas da un partner binario, spesso sottoposti a lunghi periodi di flaring.
Fortunatamente, possiamo osservare i raggi di raggi X (usando strumenti come Chandra), ma non è il bagliore stesso che può rivelare la temperatura o la struttura di una stella di neutroni.
Alla conferenza AAS della scorsa settimana, i dettagli sui risultati di una campagna di osservazione a raggi X di MXB 1659-29, una fonte transitoria di raggi X quasi persistente (cioè una stella di neutroni che si illumina per lunghi periodi), hanno rivelato alcune affascinanti intuizioni a la fisica delle stelle di neutroni, dimostrando che mentre la crosta di una stella di neutroni si raffredda, viene rivelata la composizione crostale e si può misurare la temperatura di questi resti di supernova esotiche ...
Durante uno scoppio di bagliori, le stelle di neutroni generano raggi X. Queste sorgenti di raggi X possono essere misurate e la loro evoluzione monitorata. Nel caso di MXB 1659-29, Ed Cackett (Univ. Del Michigan) ha usato i dati del Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) della NASA per monitorare il raffreddamento della crosta di stelle di neutroni dopo un lungo periodo di flaring di raggi X. MXB 1659-29 è divampato per 2,5 anni fino a quando non si è "spento" nel settembre 2001. Da allora, la fonte è stata periodicamente osservata per misurare la diminuzione esponenziale delle emissioni di raggi X.
Quindi perchè è importante? Dopo un lungo periodo di flaring di raggi X, la crosta di una stella di neutroni si surriscalda. Tuttavia, si pensa che il nucleo della stella di neutroni rimarrà relativamente freddo. Quando la stella di neutroni smette di divampare (poiché l'accumulo di gas, l'alimentazione del bagliore, si spegne), la fonte di riscaldamento per la crosta viene persa. Durante questo periodo di "quiescenza" (senza flaring), il flusso di raggi X in diminuzione dalla crosta di stella di neutroni di raffreddamento rivela un'enorme ricchezza di informazioni sulle caratteristiche della stella di neutroni.
Durante la quiescenza, gli astronomi osserveranno i raggi X emessi dalla superficie della stella di neutroni (in contrapposizione ai razzi), quindi è possibile effettuare misurazioni dirette della stella di neutroni. Nella sua presentazione, Cackett ha esaminato il modo in cui il flusso di raggi X da MXB 1659-29 si è ridotto esponenzialmente e poi si è stabilizzato a un flusso costante. Ciò significa che la crosta si è raffreddata rapidamente dopo la svasatura, raggiungendo infine l'equilibrio termico con il nucleo della stella di neutroni. Pertanto, usando questo metodo, si può dedurre la temperatura interna della stella di neutroni.
Includendo i dati di un altro transitorio di raggi X della stella di neutroni KS 1731-260, le velocità di raffreddamento osservate durante l'insorgenza della quiescenza suggeriscono che questi oggetti hanno reticoli crustali ben ordinati con pochissime impurità. La rapida diminuzione della temperatura (da bagliore a quiescenza) ha richiesto circa 1,5 anni per raggiungere l'equilibrio termico con il nucleo stellare dei neutroni. Ulteriori lavori verranno ora condotti utilizzando i dati di Chandra in modo da poter scoprire ulteriori informazioni su questi oggetti esotici a rotazione rapida.
Improvvisamente, le stelle di neutroni sono diventate un po 'meno misteriose per me nella conferenza di 10 minuti di martedì scorso, adoro le conferenze…
Pubblicazioni correlate:
- Osservazioni di Chandra e Swift del transitorio stella di neutroni quasi persistente EXO 0748-676 in quiescenza, Degenaar et al., 2008
- LA CURVA DI RAFFREDDAMENTO DELLA CROCE DELLA NEUTRON STAR IN MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
