Κοσμική τροχοπέδη επιβραδύνει την περιστροφή των πάλσαρ

Από σελίδα της NASA, 3 Ιουλίου 2003

Τα πάλσαρ είναι τα πιο γρήγορα περιστρεφόμενα αστέρια στο Σύμπαν. Περιστρέφονται εκατοντάδες φορές ανά δευτερόλεπτο. Αυτά όμως ενώ μπορούν να διπλασιάσουν την ταχύτητά τους και τελικά να διαλυθούν σε κομμάτια, δεν το κάνουν. Χάρις σε μια νέα μελέτη, από τη NASA, υποδεικνύεται ότι αυτά τα εξωτικά αστέρια διατηρούν τη συνοχή τους λόγω της εκπομπής βαρυτικής ακτινοβολίας, που παίζει το ρόλο της τροχοπέδης.

Κάνοντας παρατηρήσεις σε 11 πάλσαρ, με το διαστημικό παρατηρητήριο Rossi Timing Explorer της NASA των ακτίνων-X, αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι φαίνεται να υπάρχει ένα φυσικό ανώτερο όριο στο πόσο γρήγορα, αυτά τα παράξενα αστέρια, μπορούν να περιστραφούν.

"Τα γρήγορα περιστρεφόμενα πάλσαρ θα μπορούσαν τεχνικά να πάνε και δύο φορές πιο γρήγορα, αλλά κάτι τα σταματά πριν αυτά διασπαστούν", λέει ο Deepto Chakrabarty, αστρονόμος του Τεχνολογικού Ιδρύματος της Μασαχουσέτης  και επικεφαλής συντάκτης μιας μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature.

Ο Chakrabarty ονομάζει αυτή τη φυσική τροχοπέδη "κοσμικό όριο ταχύτητας" και λέει ότι αυτό μπορεί να είναι το αποτέλεσμα της περιστροφικής ενέργειας που εκπέμπεται από τα άστρα ως βαρυτικά κύματα.

Τα πάλσαρ είναι ότι απομένει από τα άστρα, που κάποτε ήταν 8 έως 20 φορές μεγαλύτερα από τον ήλιο. Όταν τα καύσιμά τους εξαντλήθηκαν, τα αστέρια εξερράγησαν και κατέρρευσαν έπειτα σε ένα πολύ πυκνό σώμα ίσο σε περίπου 1.5 ηλιακές μάζες, αλλά με διάμετρο να φτάνει περίπου μόνο τα 15 km.

Η κατάρρευση αρχίζει με το πάλσαρ να στρέφεται περίπου με 30 στροφές ανά δευτερόλεπτο. 

Εάν υπάρχει ένα αστέρι κοντά του, το πάλσαρ, με την υπερβολική του πυκνότητα, θα αρχίσει να έλκει υλικό από τον αστρικό συνοδό του. Δεδομένου ότι αυτό το υλικό κινείται σπειροειδώς προς το πάλσαρ, η περιστροφή του άστρου αυξάνεται γρήγορα. 

Στη θεωρία, εξηγεί ο Chakrabarty, το άστρο θα μπορούσε να περιστραφεί μέχρι και 3.000 στροφές ανά δευτερόλεπτο και τελικά να διασπαστεί λόγω ταχύτητας. 

Αλλά στη μελέτη που έγινε, λέει ο Chakrabarty, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η μέγιστη ταχύτητα για τα 11 πάλσαρ που αναλύθηκαν ήταν κάτω από 760 στροφές ανά δευτερόλεπτο, μια ταχύτητα που πλησιάζει περίπου το 20% της ταχύτητας του φωτός.

Τα πάλσαρ εκπέμπουν ακτίνες με ενέργεια, όπως ακτίνες-X, από σταθερά σημεία πάνω στην επιφάνειά τους. Καθώς τα αντικείμενα αυτά περιστρέφονται γρήγορα, οι ακτίνες-Χ εμφανίζονται να αναβοσβήνουν γρήγορα, ή όπως λέμε να πάλλονται. Με τη μέτρηση αυτών των παλμών, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν το ρυθμό  περιστροφής.

Ο Chakrabarty είπε ότι ένας αστροφυσικός του Πανεπιστημίου Καλιφόρνιας στη Santa Barbara, ο Lars Bildsten, είχε υπολογίσει θεωρητικά ότι η ταχύτητα περιστροφής των πάλσαρ θα περιοριζόταν επειδή ανωμαλίες στην επιφάνεια του άστρου θα επέτρεπαν στην περιστροφική ενέργεια να διαφύγει μακριά ως βαρυτικά κύματα.

Ο Bildsten, που συμμετείχε σε μια διάσκεψη της NASA, είπε ότι η παρατήρηση του Chakrabarty ήταν ασυνήθιστη επειδή υποστήριξε στην πράξη με τις παρατηρήσεις του μια αστροφυσική θεωρία.

"Συνήθως αποδεικνύεται ότι κάνουμε λάθος", λέει ο Bildsten, "έτσι αυτό είναι μας διεγείρει".

Αστέρες πάλσαρ ή νετρονίων

Οι πάλσαρ θεωρούμε ότι είναι αστέρες νετρονίων. Ανακαλύφθηκαν το 1967 από μια ομάδα Άγγλων αστρονόμων με επικεφαλής τον A. Hewish, που πήρε και το βραβείο Νόμπελ το 1974, και κύρια βοηθό του την Joselyn Bell.

Η αυξομείωση των περιόδων του πάλσαρ του Taylor θεωρείται ότι οφείλεται στα κύματα βαρύτητας, κάνοντας έτσι έμμεση την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων που προβλέπεται από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.