Pulsar RX J0720.4-3125 ditangkap oleh XMM-Newton. Klik untuk membesarkan
Teleskop sinar-X yang mengorbit ESA, observatorium ruang angkasa XMM-Newton, telah menempatkan bintang neutron yang tidak terkawal. Suhu keseluruhan objek tidak berubah, hanya jatuh, dan perlahan-lahan memaparkan kawasan yang berbeza kepada pemerhati di Bumi - seperti bahagian atas yang goyah. Pemerhatian ini akan membantu ahli astronomi memahami beberapa proses dalaman yang mengatur jenis objek ini.
Dengan menggunakan data dari observatorium sinar X X-Newton ESA, sekumpulan ahli astrofizik antarabangsa mendapati bahawa satu bintang neutron berputar nampaknya bukan saintis pemutar stabil yang diharapkan. Pemerhatian sinar-X ini berjanji untuk memberi pandangan baru mengenai evolusi terma dan akhirnya struktur dalaman bintang-bintang neutron.
Bintang neutron berputar, juga dikenali sebagai pulsar, umumnya dikenali sebagai pemutar yang sangat stabil. Berkat isyarat berkala mereka, yang dipancarkan sama ada di radio atau di panjang gelombang sinar-X, sinaran tersebut dapat berfungsi sebagai 'jam' astronomi yang sangat tepat.
Para saintis mendapati bahawa selama empat setengah tahun terakhir suhu satu objek misterius, bernama RX J0720.4-3125, terus meningkat. Walau bagaimanapun, pemerhatian baru-baru ini menunjukkan bahawa tren ini berubah dan suhu sekarang semakin menurun.
Menurut para saintis, kesan ini bukan disebabkan oleh perubahan suhu yang nyata, melainkan perubahan geometri tontonan. RX J0720.4-3125 kemungkinan besar 'berlaku', iaitu perlahan-lahan jatuh dan oleh itu, dari masa ke masa, ia memaparkan kepada pemerhati kawasan permukaan yang berlainan.
Bintang Neutron adalah salah satu titik akhir evolusi bintang. Dengan jisim yang setara dengan Matahari kita yang terkurung dalam sfera berdiameter 20-40 km, ketumpatannya bahkan lebih tinggi daripada nukleus atom - satu bilion tan per sentimeter padu. Sejurus selepas kelahiran mereka dalam letupan supernova, suhu mereka berada pada tahap 1 000 000 darjah celsius dan sebahagian besar pelepasan haba mereka jatuh dalam jalur sinar-X spektrum elektromagnetik. Bintang-bintang neutron muda yang terpencil perlahan-lahan menyejuk dan memerlukan sejuta tahun sebelum suhu menjadi terlalu sejuk sehingga dapat dilihat pada sinar-X.
Bintang-bintang Neutron diketahui mempunyai medan magnet yang sangat kuat, biasanya beberapa trilion kali lebih kuat daripada Bumi. Medan magnet boleh begitu kuat sehingga mempengaruhi pengangkutan haba dari bahagian dalam bintang melalui kerak bumi yang menuju ke titik panas di sekitar kutub magnet di permukaan bintang.
Ini adalah pelepasan dari penutup kutub panas yang mendominasi spektrum sinar-X. Hanya ada beberapa bintang neutron terpencil yang diketahui dari mana kita dapat secara langsung memerhatikan pelepasan haba dari permukaan bintang. Salah satunya ialah RX J0720.4-3125, berputar dengan jangka masa sekitar lapan setengah saat. "Memandangkan skala waktu penyejukan yang panjang, oleh itu sangat tidak dijangka untuk melihat spektrum sinar-Xnya berubah selama beberapa tahun," kata Frank Haberl dari Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics in Garching (Jerman), yang memimpin penyelidikan kumpulan.
"Tidak mungkin suhu global bintang neutron berubah dengan cepat. Kami agak melihat kawasan yang berbeza dari permukaan bintang pada masa yang berlainan. Ini juga diperhatikan dalam tempoh putaran bintang neutron ketika titik panas bergerak masuk dan keluar dari garis pandang kita, dan oleh itu sumbangan mereka terhadap jumlah pelepasan berubah, ”sambung Haberl.
Kesan yang serupa pada skala masa yang lebih lama dapat dilihat ketika bintang neutron berlaku (sama dengan puncak berputar). Dalam kes itu, paksi putaran itu sendiri bergerak di sekitar kerucut yang membawa kepada perubahan perlahan geometri tontonan selama bertahun-tahun. Kemerosotan bebas boleh disebabkan oleh sedikit ubah bentuk bintang dari sfera sempurna, yang mungkin berasal dari medan magnet yang sangat kuat.
Semasa pemerhatian XMM-Newton pertama RX J0720.4-3125 pada bulan Mei 2000, suhu yang diperhatikan minimum dan tempat yang lebih sejuk dan lebih besar kelihatan. Di sisi lain, empat tahun kemudian (Mei 2004) kemerosotan ini dilihat sebagai tempat kedua, lebih panas dan lebih kecil, yang menjadikan kenaikan suhu yang diperhatikan. Ini mungkin menjelaskan perbezaan suhu dan kawasan pemancar yang diperhatikan, dan anti korelasi mereka.
Dalam kerja mereka Haberl dan rakan-rakannya mengembangkan model untuk RX J0720.4-3125 yang dapat menjelaskan banyak ciri-ciri pelik yang menjadi cabaran untuk dijelaskan setakat ini. Dalam model ini, perubahan suhu jangka panjang dihasilkan oleh pecahan yang berlainan dari dua penutup kutub panas yang dilihat sebagai bintang yang berlanjutan dengan jangka masa sekitar tujuh hingga lapan tahun.
Agar model seperti ini dapat berfungsi, kedua-dua kawasan kutub yang memancarkan perlu mempunyai suhu dan ukuran yang berbeza, seperti yang baru-baru ini diusulkan dalam hal anggota lain dari kelas bintang neutron terpencil yang sama.
Menurut pasukan itu, RX J0720.4-3125 mungkin merupakan kes terbaik untuk mengkaji kemunculan bintang neutron melalui pancaran sinar-X yang dapat dilihat secara langsung dari permukaan bintang. Precision boleh menjadi alat yang ampuh untuk memeriksa bahagian dalam bintang neutron dan mengetahui keadaan jirim dalam keadaan yang tidak dapat kita hasilkan di makmal.
Pemerhatian tambahan XMM-Newton dirancang untuk memantau lebih jauh objek menarik ini. "Kami meneruskan pemodelan teoritis dari mana kami berharap dapat mempelajari lebih lanjut mengenai evolusi termal, geometri medan magnet bintang tertentu ini dan struktur dalaman bintang neutron secara umum," kata Haberl.
Sumber Asal: Portal ESA
