Pillantás egy neutroncsillag belsejébe<br/>

Angol csillagászok felfedezték, hogy egy már régóta ismert pulzár forgástengelye "imbolyog", azaz a csillag a kiegyensúlyozatlan pörgettyűhöz hasonlóan precesszál.

A 76 méteres Lovell rádiótávcső (kép: Jodrell Bank Observatory)

A neutroncsillagok a nagytömegű csillagok szupernóva-robbanása után visszamaradó rendkívül sűrű objektumok. Jellegzetesen 20 kilométer körüli átmérőjük akkora, mint egy nagyobb városé, tömegük azonban több milliószorosa a Földének. A pulzárok a tengelyük körül sebesen forgó neutroncsillagok, amelyeknek a mágneses pólusokon áthaladó tengely irányába kibocsátott rádiósugárzása a világítótornyok fénykévéjéhez hasonlóan söpör körbe a világűrben. Ha a Föld a körbeforgó nyaláb útjába esik, akkor a földi rádiótávcsövek periódikusan ismétlődő, "pulzáló", jellegzetes rádióimpulzust fognak a pulzár irányából (innen ered az elnevezésük).

A Jodrell Bank kutatói, Ingrid Stairs, Andrew Lyne és Setnam Shemar a PSR B182811 jelű pulzártól származó, az utóbbi tizenhárom évre visszamenő részletes feljegyzések vizsgálatával fedezték fel a meglepő jelenséget. Ez a gyors forgású pulzár másodpercenként két és félszer fordul meg a tengelye körül, ám az adatokból kiderült, hogy az impulzusok sorozatában kimutatható egy lomha, szintén szabályos, mintegy 1000 napos periódusú változás is. Ez a kutatók szerint valószínűleg a pulzár precessziójának tulajdonítható.

A neutroncsillag precessziója során, a kissé megdőlt pörgettyűhöz hasonlóan a forgástengely egy kúppalást mentén jár körbe (sárga és zöld tengelyek). Ennek eredményeként a pulzártól érkező rádióimpulzusokat picit változó irányokból és időközökben észleljük (kép: Jodrell Bank Observatory)

A precesszió a pulzártól érkező rádiójelekben két módon is jelentkezik: egyrészt megváltoztatja az impulzusok alakját, másrészt az egyes impulzusok közti "szüneteket" is periodikusan hol megnyújtja, hol megrövidíti. A manchesteri csillagászok szerint mindez arra mutat, hogy a neutroncsillag nem tökéletesen gömbölyű, hanem a felszíne kissé egyenetlen. A tökéletes gömbalaktól való eltérés azonban hihetetlenül pici: a mintegy 20 kilométeres átmérőhöz képest mindössze 0,1 milliméter. Ez földi méretekben azt jelentené, hogy egyetlen hegy sem lehetne 3 centiméternél magasabb!
A felfedezésben nem is az igazán meglepő, hogy sikerült ilyen, szinte észrevehetetlenül parányi hatást kimutatni (bár ez önmagában is méréstechnikai bravúr!), hanem sokkal inkább az, hogy a jelenség egyáltalán létezik. Más hosszú távú megfigyelésekből (amelyeknek nagy részét szintén a Jodrell Bankben végezték) a csillagászok már régebb óta tudják, hogy a neutroncsillagok szilárd kérge alatt szuper nagy sűrűségre összepréselt neutronokból álló folyadék van. A létező elméleti modellek szerint a kéreg és a folyadék közti kölcsönhatások az egyenetlenségek elsimítása irányába hatnak, és ennek következtében, még ha a csillag kezdetben precesszál is, az rendkívül rövid idő alatt elhal. "Ám ez a neutroncsillag már több mint százezer éves, és még mindig precesszál! - mondta Lyne. - Ez pedig arra mutat, hogy az elméleti szakembereknek meg kell vizsgálniuk az eddigi modelleket, hogy megmagyarázhassák a jelenséget."

Hasonló szupersűrű, neutronokból óriási nyomáson összepréselt anyag földi laboratóriumokban nem állítható elő, ezért fizikai tulajdonságai egyelőre csakis a neutroncsillagok "közvetítésével" tanulmányozhatók. Az ilyen nagyon finom effektusok pontos nyomon követése pedig segíthet a szupersűrű neutronfolyadékban végbemenő folyamatok jobb megértésében.

(Élet és Tudomány)

Ajánló:

Kitűnő magyar nyelvű anyag pulzárokról, szupernóvákról, magnetárokról, gamma- és röntgencsillagászatról. Az eredeti sajtóanyag angol nyelven.

Korábban:

2000. január 27. Az Új-Mexikói sivatagban egy szerény küllemű, lapos tetejű épületben működik egy berendezés, amelyben a Nap belsejével vetekedő hőmérsékleteken a fizikusok kísérletileg tanulmányozhatják, mi történik egy neutroncsillag vagy fekete lyuk vonzáskörzetébe került vasatomokkal.