NGC 5907 ULX

La 50 de ani de când au fost măsurate primele semnale de la un pulsar a fost descoperit cel mai îndepărtat obiect ceresc de acest tip de până acum. Emisia de raze X este extrem de intensă şi mecanismul care o produce dă bătăi de cap oamenilor de ştiinţă.


În 1967 când Jocelyn Bell Burnell şi Antony Hewish de la Universitatea Cambridge au detectat un semnal regulat, constând în pulsuri de radiaţie electromagnetică cu frecvenţa de un impuls la circa 1,3 secunde, mulţi au fost cei care – cel puţin la început – au crezut că aceste semnale sunt emise de o civilizaţie extraterestră mult mai dezvoltată că a noastră.

Nu a trecut însă multă vreme şi oamenii de ştiinţă au atribuit semnalele descoperite unei aşa-numite stele de neutroni. Pulsarul este deci o stea neutronică cu  raza de 10-15 km, cu o densitate extrem de mare (având masă de circa 1,5-2 ori mai mare că a Soarelui), care, de obicei, au o viteză foarte mare de rotaţie.

Stelele de neutroni iau naştere în urma „morţii” unor stele cu masă mai mare ca a Soarelui, în urma exploziei şi a colapsului gravitaţional care are loc atunci când steaua iniţială a epuizat combustibilul nuclear. Pulsarul emite energie sub forma unui flux de radiaţie electromagnetică care provine de la polii magnetici ai stelei. Considerând că axa magnetică a stelei nu coincide cu axa de rotaţie, radiaţia electromagnetică apare ca şi lumina unui far. Din acest motiv un pulsar poate fi detectat doar când fluxul este îndreptat spre Pământ.

Din 1967 până în prezent au fost descoperiţi mulţi pulsari care emit radiaţie în domeniul radio, dar şi al razelor X (radiaţie electromagnetică cu frecvenţa mult mai mare decât cea a undelor radio).

Recent a fost descoperit pulsarul cel mai îndepărtat măsurat vreodată: este vorba despre NGC5907 ULX, care emite radiaţie X şi se află la o distanţă de 50 milioane ani-lumină de noi. Descoperirea acestui pulsar a fost făcută de către Gian Luca Israel  de la Institutul Naţional de Astrofizică din Roma (Italia), care a analizat informaţiile provenind de la telescopul XMM-Newton al Agenţiei Spaţiale Europene (ESA) şi telescopul NuSTAR al NASA. Când radiaţia detectată de către astronomi a pornit spre noi de la steaua de neutroni, dinozaurii dispăruseră de 10 milioane de ani; oamenii primitivi încă nu existau.

Radiaţia X care provine de la NGC5907 ULX  a fost studiată pe o durată de 11 ani în care astronomi, au constatat că perioada pulsarului (deci cea a „farului”) a scăzut de la 1,43 secunde în 2003 la 1,13 secunde în 2014. Aceasta scădere este foarte mare – ca şi cum durata zilei pe Pământ ar scădea de la 24 de ore la circa 19 ore în doar 11 ani!

Din ce motiv variază perioada pulsarului? S-a ajuns la concluzia că pulsarul observat se află într-un sistem binar, deci împreună cu o altă stea, de la care „smulge” materie cu o rată foarte mare. Practic pulsarul NGC5907 ULX îşi devorează partenerul ceresc şi emite o cantitate de energie extremă - cam de 1.000 de ori mai mare decât ceea ce ar fi de aşteptat de la un obiect cu masa asemănătoare Soarelui. 

În prezent nu este pe deplin înţeles mecanismul care duce la emiterea unei radiaţii atât de intense; se bănuieşte că există un câmp magnetic cu o configuraţie complexă în apropierea pulsarului, ceea ce are drept efect generarea unei radiaţii intense. Sunt însă necesare mai multe observaţii astronomice, pe de o parte, şi modele simulate pe calculator, pe de alta.

În viitorul apropiat se aşteaptă ca informaţii legate de stele de neutroni să fie obţinute în urma observaţiei undelor gravitaţionale emise de sisteme binare în care cel puţin unul dintre corpuri este o stea neutronică (celălalt ar putea să fie o gaură neagră sau tot o stea de neutroni). În inima stelelor neutronice s-ar putea afla şi materie „stranie” (adică care conţine quarkul „strânge”), fiind acesta unul dintre misterele cele mai actuale ale astrofizicii moderne. Semnalele emise de aceste stele ne-ar putea dezvălui inclusiv anatomia acestora şi ne-ar putea ajuta să aflăm dacă într-adevăr pulsarii conţin quarcuri stranii.