Astronómovia prostredníctvom archívnych údajov o intenzívnych krátkych gama zábleskov (GRB) objavili nový typ neutrónovej hviezdy. Ide o superťažkú neutrónovú hviezdu, ktorá existovala len zlomok sekundy predtým, ako sa zrútila do čiernej diery. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Vznik neutrónových hviezd

Ako píše NASA na svojom webe, neutrónová hviezda vznikne, keď sa jadru masívnej hviezdy minú zásoby paliva, následkom čoho dôjde k jej zrúteniu. To vytvorí rázovú vlnu, ktorá pri výbuchu supernovy odfúkne zvyšok hviezdy.

Neutrónové hviezdy sa radia medzi objekty s tou najvyššou hustotou vo vesmíre. Napriek tomu, že dosahujú hmotnosť hviezdy, majú väčšinou priemer okolo 20 km. Často sa vyskytujú v binárnych systémoch, kde sa nakoniec dve neutrónové hviezdy v špirálovitom tanci zrazia a vytvoria jeden objekt.

Ako tento objekt bude vyzerať závisí od celkovej hmotnosti. Ak výsledný objekt prekročí maximálnu hmotnosť, ktorá je na úrovni zhruba 2,3-násobku hmotnosti Slnka, nevyhnutne sa zrúti do čiernej diery. Ak je výsledná hmotnosť menšia, vznikne neutrónová hviezda.

Nový typ neutrónových hviezd existuje len zlomok sekundy

V novej štúdii publikovanej v žurnále Nature astronómovia objavili fúziu medzi neutrónovými hviezdami, ktorá viedla k vytvoreniu čiernej diery, ale tiež v nej objavili veľmi pozoruhodný signál. Ten naznačil vznik superťažkej neutrónovej hviezdy, ktorá existovala len niekoľko milisekúnd.

Podľa akceptovaných teórií a počítačových simulácií, ak sa vytvorí superťažká neutrónová hviezda, prejaví sa to v gravitačných vlnách, ktoré počas tejto udalosti vzniknú. Vzniknuté gravitačné vlny by totiž mali vykazovať špecifické kváziperiodické osilácie (QPO).

Žiaľ, naše detektory gravitačných vĺn zatiaľ nie sú dosť citlivé na to, aby tieto špecifické podpisy dokázali detegovať. Tím odborníkov v novej štúdii však zistil, že tento podpis možno objaviť v zábleskoch gama žiarenia.

Z tohto dôvodu sa pozreli na archívne údaje o 700 krátkych GRB zaznamenaných rôznymi observatóriami. V údajoch z observatória Compton Gamma Ray pochádzajúcich z júla 1991 a novembra 1993 objavili dve udalosti vykazujúce QPO. Odborníci tiež uvádzajú, že šanca, že ide o náhodu je menej ako 1 ku 3 miliónom.

Čo sa týka samotných krátkych GRB, tie trvajú menej ako 2 sekundy, no uvoľnia energiu ekvivalentnú energii, ktorú do okolia vyžiaria všetky hviezdy v našej galaxii počas jedného roka.

„Tieto výsledky sú nesmierne dôležité, pretože pripravujú pôdu pre budúce merania hypermasívnych neutrónových hviezd prostredníctvom detektorov gravitačných vĺn,“ uvádza vedkyňa Chryssa Kouvelioto, ktorá sa štúdie nezúčastnila.

Na základe získaných údajov bolo možné vypočítať, že vzniknuté superťažké neutrónové hviezdy by mali mať hmotnosť viac ako 2,5-násobku hmotnosti Slnka, pričom by nemali existovať dlhšie ako 300 milisekúnd. Po uplynutím tohto času sa zrútia do čiernej diery.

Pre zaujímavosť, najhmotnejšia presne zmeraná neutrónová hviezda J0740+6620 váži 2,1-násobok hmotnosti Slnka a nedávno objavená PSR J0952-0607 váži 2,35-násobok hmotnosti Slnka.

Taktiež sa ukázalo, že superťažké neutrónové hviezdy sa otáčajú rýchlosťou až 75 000 otáčok za minútu. Pre porovnanie, najrýchlejšie otáčajúci pulzar rotuje rýchlosťou 43 000 ot. / min.

Astronómovia veria, že do roku 2030 budú detektory gravitačných vĺn dostatočne citlivé na to, aby priamo zaznamenali kilohertzové frekvencie, vrátane QPO, čo poskytne nový pohľad na krátky život superťažkých neutrónových hviezd.