Jadi bagaimana anda mengambil suhu salah satu objek paling eksotik di Alam Semesta? Bintang neutron (~ 1,35 hingga 2,1 massa suria, berukuran hanya 24 km) adalah sisa supernova setelah bintang besar mati. Walaupun tidak cukup besar sehingga menjadi lubang hitam, bintang-bintang neutron masih menghasilkan bahan, menarik gas dari pasangan binari, sering mengalami pembakaran yang berpanjangan.
Nasib baik, kita dapat melihat suar sinar-X (menggunakan instrumen seperti Chandra), tetapi bukan suar itu sendiri yang dapat mendedahkan suhu atau struktur bintang neutron.
Pada persidangan AAS minggu lalu, perincian mengenai hasil dari kempen pemerhatian sinar-X MXB 1659-29, sumber sementara sinar-X yang hampir berterusan (iaitu bintang neutron yang berkobar untuk jangka masa panjang), menunjukkan beberapa pandangan menarik untuk fizik bintang neutron, menunjukkan bahawa ketika kerak bintang neutron menyejuk, komposisi kerak akan didedahkan dan suhu sisa-sisa supernova eksotik ini dapat diukur…
Semasa ledakan suar, bintang neutron menghasilkan sinar-X. Sumber sinar-X ini dapat diukur dan evolusi mereka dilacak. Dalam kes MXB 1659-29, Ed Cackett (Univ. Of Michigan) menggunakan data dari Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) NASA untuk memantau penyejukan kerak bintang neutron setelah jangka masa penyalaan sinar-X yang panjang. MXB 1659-29 menyala selama 2,5 tahun hingga "dimatikan" pada bulan September 2001. Sejak itu, sumber tersebut secara berkala diperhatikan untuk mengukur penurunan eksponensial dalam pelepasan sinar-X.
Jadi mengapa ini penting? Setelah sekian lama sinar-X menyala, kerak bintang neutron akan menjadi panas. Walau bagaimanapun, dianggap bahawa inti bintang neutron akan tetap sejuk. Apabila bintang neutron berhenti menyala (kerana penambahan gas, makan suar, mati), sumber pemanasan kerak akan hilang. Selama periode "tenang" (tidak menyala), fluks sinar-X yang berkurang dari kerak bintang neutron penyejuk mengungkapkan banyak maklumat mengenai ciri-ciri bintang neutron.
Semasa diam, ahli astronomi akan memerhatikan sinar-X yang dipancarkan dari permukaan bintang neutron (berbanding dengan suar), sehingga pengukuran langsung dapat dilakukan terhadap bintang neutron. Dalam pembentangannya, Cackett meneliti bagaimana fluks sinar-X dari MXB 1659-29 berkurang secara eksponensial dan kemudian meratakan pada fluks tetap. Ini bermaksud kerak sejuk dengan cepat setelah pembakaran, akhirnya mencapai keseimbangan terma dengan teras bintang neutron. Oleh itu, dengan menggunakan kaedah ini, suhu teras bintang neutron dapat disimpulkan.
Termasuk data dari sinar-X bintang neutron sementara KS 1731-260 yang lain, kadar penyejukan yang diperhatikan semasa permulaan ketenangan menunjukkan bahawa objek-objek ini mempunyai kisi-kisi kristal yang tersusun dengan sedikit kekotoran. Penurunan suhu yang cepat (dari suar ke pendiam) mengambil masa kira-kira 1.5 tahun untuk mencapai keseimbangan terma dengan teras bintang neutron. Kerja selanjutnya kini akan dilakukan dengan menggunakan data Chandra sehingga lebih banyak maklumat mengenai objek eksotik yang berputar cepat dapat ditemui.
Tiba-tiba, bintang neutron menjadi sedikit kurang misteri bagi saya dalam perbincangan 10 minit Selasa lalu, saya suka persidangan…
Penerbitan berkaitan:
- Pemerhatian Chandra dan Swift mengenai bintang neutron sementara yang tetap EXO 0748-676 dalam keadaan tenang, Degenaar et al., 2008
- LANGKAH PENGGUNAAN CRUST OF NEUTRON STAR MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
