Neutronová hvězda s uhlíkovou atmosférou

Na tomto snímku, který pořídila kosmická observatoř Chandra X-ray Observatory, je zachycena centrální oblast pozůstatku po výbuchu supernovy, označovaného jako Cassiopeia A (zkráceně Cas A), tj. pozůstatku po explozi hmotné hvězdy v naší Galaxii. Byly získány důkazy přítomnosti tenké uhlíkové atmosféry na povrchu neutronové hvězdy, která se nachází v centru již zmiňované mlhoviny. Umělecká představa znázorňuje neutronovou hvězdu, obalenou uhlíkovou atmosférou.

Bodový zdroj rentgenového záření v centru Cas A, objevený na prvním snímku, který družice Chandra pořídila v roce 1999, byl pokládán za neutronovou hvězdu – typický pozůstatek po explozi hvězdy, avšak nečekaně nebyly získány žádné důkazy přítomnosti pulsací v rentgenovém či rádiovém oboru záření během rotace objektu. Podle platných modelů neutronových hvězd obsahujících uhlíkovou atmosféru bylo odvozeno, že oblast emitující rentgenové záření rovnoměrně pokrývá povrch typické neutronové hvězdy. To vysvětluje nepřítomnost rentgenových pulsací, protože zde nedochází k vytváření jakýchkoliv změn intenzity záření během její rotace. Tento závěr také odporuje představě, že zhroucená hvězda obsahuje podivnou kvarkovou látku.

Vlastnosti této uhlíkové atmosféry jsou velmi pozoruhodné. Je pouze zhruba 10 cm tlustá, má stejnou hustotu jako diamant a atmosférický tlak na povrchu neutronové hvězdy dosahuje hodnoty více než 10krát vyšší, než jaký se předpokládá ve středu Země. Podobně jako u zemského ovzduší je objem atmosféry neutronové hvězdy přímo úměrný její teplotě a nepřímo úměrný gravitaci na povrchu neutronové hvězdy. Teplota je odhadována na téměř 2 milióny stupňů, což je mnohonásobně vyšší hodnota než u Země. Protože však gravitace na povrchu neutronové hvězdy v mlhovině Cas A je 100miliardkrát vyšší než na Zemi, vyplývá z toho přítomnost neuvěřitelně tenké atmosféry.

Odhadovaná vzdálenost objektu od Země je asi 10 000 světelných roků. Pozorovaný pozůstatek po explozi supernovy má průměr asi 14 světelných let a nachází se v souhvězdí Cassiopeia na severní polokouli. Typická neutronová hvězda má průměr pouhých 10 až 20 km a hmotnost 1,35 až 2,1 hmotnosti Slunce. Snímek vznikl na základě pozorování rentgenového záření o různých vlnových délkách, na které jsou citlivé detektory družice Chandra. Jednotlivým vlnovým délkám byly přiřazeny odlišné barvy. Červená barva odpovídá málo energetickému rentgenovému záření, zelená střední energii a modrá vysokoenergetickému záření X.

Zopakujme si základní informace:

Neutronová hvězda v centru objektu, označovaného jako Cas A, je obklopena mimořádně tenkou uhlíkovou atmosférou.

Tato atmosféra je rovnoměrně rozložena kolem celého povrchu neutronové hvězdy, což vysvětluje, proč u tohoto objektu nebyly detekovány žádné pulsace rentgenového či rádiového záření.

Neutronová hvězda Cas A byla poprvé zaregistrována před více než 10 roky na prvním snímku, který družice Chandra pořídila po svém vypuštění.

Zdroj: http://chandra.harvard.edu/photo/2009/cassio/

autor: František Martinek