Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Časoprostor zakřivují i neutronové hvězdy

Časoprostor zakřivují i neutronové hvězdy

neutronstar.jpg
Astronomové pomocí rentgenových kosmických observatořích zjistili, že tři neutronové hvězdy zakřivují časoprostor tak, jak předpověděl Einstein.

Neutronové hvězdy jsou objekty s největší pozorovatelnou hustotou ve vesmíru. Jejich hmota je natolik „zhuštěná“, že celé Slunce bychom museli vměstnat do koule o průměru města nebo několik šálků materiálu z neutronové hvězdy by vážilo více než Mount Everest.

„Toto je fyzika elementárních částic,“ říká Sudip Bhattacharyya (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland a University of Maryland College Park). „Mohly by tam existovat exotické druhy částic nebo skupenství jako např. kvarky v centrech neutronových hvězd, které je nemožné vytvořit v laboratoři. Jediná cesta vedoucí k jejich objevení, je rozumět neutronovým hvězdám.“

Proto vědci musí přesně a precizně měřit průměry a hmotnosti neutronových hvězd. Ve dvou současných studiích, které zpracovávají pozorování z rentgenových observatoří na oběžné dráze kolem Země - XMM-Newton (ESA)a Suzaku (Japonsko) – udělali astronomové velký krok vpřed.

Sudip Bhattacharyya a Tod Strohmayer (NASA Goddard Space Flight Center) pomocí rentgenového dalekohledu XMM-Newton pozorovali dvojhvězdu známou jako Serpens X- 1 (souhvězdí Hada, Serpens), jejíž jednu složku tvoří neutronová hvězda. Studovali spektrální čáru žhavých atomů železa. Zjistili, že „železo“ víří okolo neutronové hvězdy těsně nad povrchem disku rychlostí, která dosahuje hodnoty až 40 % rychlosti světla.

„Předchozí rentgenové observatoře u neutronových hvězd sice čáry železa objevily, ale kvůli malé citlivosti nemohly měřit detaily. Díky velkým zrcadlům XMM-Newton Bhattacharyya a Strohmayer zjistili, že čáry železa se asymetricky rozšiřují díky extrémní rychlosti plynu, která rozmazává a deformuje čáry kvůli Dopplerovu jevu a účinkům, které již předpověděla Einsteinovou speciální teorií relativity. Zakřivení časoprostoru způsobuje gravitace neutronové hvězdy.

„Viděli jsme tyto asymetrické čáry u mnoha černých děr, ale toto je první důkaz, že mohou být i u neutronových hvězd. To dokazuje, že způsob narůstání hmotnosti neutronové hvězdy se moc neliší od černé díry. Tím jsme získali nový nástroje na zkoumání Einsteinovy teorie,“ říká Strohmayer.

Tým vedený Edwardem Cackettem a Jonem Millerem (University of Michigan), jehož členy jsou i Bhattacharyya a Strohmayer, používal mimořádné spektrální schopnosti Suzaku, aby provedl průzkum tří neutronových dvojhvězd: Serpens X-1, GX 349+2 a 4U 1820-30. Astronomové pozorovali téměř identickou čáru železa u Serpens X-1, čímž potvrdili výsledek XMM-Newton. Podobné jsou i u dalších dvou systémů.

„Vidíme plyn vířící okolo neutronové hvězdy těsně nad jejím povrchem,“ říká Cackett. „Vnitřní části disku zřejmě nemohou obíhat blíž než je povrch neutronové hvězdy, tím jsme získali maximální hodnotu průměru neutronové hvězdy. Ta není větší než 29 až 33 km - výsledky souhlasí s dalšími typy měření.“

„Teď, když jsme viděli u neutronové hvězdy toto relativistické železo, zavedli jsme novou techniku,“ přidává Miller. „Měření hmotnosti a průměru neutronové hvězdy je velmi obtížné, proto potřebujeme k dosažení cíle několik technik, které pracují společně.“

Znalost velikosti a hmotnosti neutronové hvězdy umožňuje fyzikům popisovat „tuhost“ nebo „stavovou rovnici“ látky, která je zkoncentrovaná uvnitř těchto objektů s neuvěřitelnou hustotou. Spektrální čáry železa mohou astronomové používat nejen k testování Einsteinovy obecné teorie relativity, ale mohou pomocí nich zkoumat i podmínky uvnitř narůstajícího disku neutronové hvězdy.

Obrázek:
Umělecky zpracovaný disk horkého plynu, který rotuje kolem neutronové hvězdy rychlostí 40% rychlostí světla. To způsobuje efekty předpovězené Einsteinovou teorií relativity. Kredit: NASA/Dana Berry

Zdroj: www.spaceflightnow.com




O autorovi



26. vesmírný týden 2017

26. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 26. 6. do 2. 7. 2017. Měsíc je mezi novem a první čtvrtí. Večer je vidět Jupiter a Saturn, který je potom na obloze až do svítání. Ráno je nízko na východě jasná Venuše. Aktivita Slunce je nízká. Z komet doporučujeme C/2015 V2 (Johnson). Noční svítící oblaka jsou tu. Odstartoval český a slovenský cubesat. SpaceX zvládla jeden start s přistáním v pátek a druhý plánuje v neděli.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Příběh Orionu po 84 letech

Je mrazivá zimní noc roku 1933. Na zahradě rodinného domku na okraji Hradce Králové stojí za téměř úplné tmy u dalekohledu muž. Svou typickou „rádiovku“ vyměnil tentokrát za kulicha a dokončuje poslední otáčku kličkou. Pohon dalekohledu se zastaví, expozice končí. Muž točil kličkou bez ustání více

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Romance s nočními svítícími oblaky

Jaký to krásný výhled na NLC 24. června 2017. Obloha byla zprvu zatažená, ale při soumraku se pomalu oblačnost rozpadala. A jak soumrak postupoval, běžná oblačnost chytla slabý načervenalý nádech, zatímco vysoko nad nimi se do stříbřitě-modra již barvily NLC. To vše se líbezně odráželo o klidnou hladinu Sečské přehrady. Canon 6D, Takumar 50 mm, f2.0, ISO 320, 5×10 s - panorama ze stativu.

Další informace »