Discoteca stelară: A fost descoperită o stea care se învârte de 716 ori pe secundă. Ar fi cel mai rapid pulsar cunoscut până acum

O stea noutronică, aflată la 27.400 de ani-lumină distanță de Pământ, pare să aibă unul dintre cele mai epice „discoteci stelare” observate vreodată, potrivit Science Alert.

În sistemul binar 4U 1820-30, o stea neutronică se rotește atât de repede în jurul axei sale centrale, încât efectuează un număr uluitor de 716 rotații pe secundă. Nicio stea nu a fost descoperită învârtindu-se mai repede și doar faimosul pulsar PSR J1748-2446ad a fost găsit învârtindu-se la această viteză.

Această descoperire, spune o echipă condusă de astrofizicianul Gaurava Jaisawal de la Universitatea Tehnică din Danemarca, afirmă limita superioară teoretică actuală pentru viteza de rotație a stelelor neutronice, considerată a fi de aproximativ 730 de rotații pe secundă.

„Am studiat exploziile termonucleare din acest sistem și apoi am găsit oscilații remarcabile”, spune Jaisawal.„Dacă observațiile viitoare confirmă acest lucru, steaua neutronică 4U 1820-30 ar fi unul dintre obiectele cu cea mai rapidă rotație observate vreodată în Univers.”

Ce este o stea neutronică

Stelele neutronice reprezintă unul dintre stadiile evolutive finale în durata de viață a unei stele masive. Odată ce o stea cu o masă cuprinsă între 8 și 30 de ori mai mare decât cea a Soarelui a rămas fără atomi pe care îi poate fuziona în miezul său, aceasta explodează, ejectându-și materialul exterior într-o explozie de supernovă, în timp ce miezul, care nu mai este susținut de presiunea exterioară furnizată de fuziune, se prăbușește sub efectul gravitației.

Acest nucleu prăbușit este steaua neutronică, un obiect cu o masă de 1,1 până la 2,3 ori mai mare decât cea a Soarelui, ambalat într-o sferă minusculă de doar 20 de kilometri diametru. „Densă” nu este un termen suficient. Materia din interiorul acestor obiecte poate deveni ciudată - la fel și comportamentul lor.

Există diferite denumiri pentru a clasifica acest comportament. Un magnetar este o stea neutronică cu o sferă magnetică extrem de puternică. Iar un pulsar este o stea neutronică care se rotește incredibil de repede, emițând fascicule de unde radio de la polii săi, astfel încât par să „pulseze” în spațiu ca un far cosmic.

„Steaua neutronică devine de până la 100.000 de ori mai strălucitoare decât soarele”

Știm că 4U 1820-30 există cel puțin din anii 1980. Este un sistem stelar binar din constelația Sagittarius care include o stea neutronică și o stea pitică albă, pe o orbită foarte strânsă cu o perioadă de doar 11,4 minute.

Apropierea celor două stele înseamnă că steaua neutronică este suficient de aproape pentru a-și canibaliza companionul, lipsindu-l de material care se acumulează apoi pe suprafața stelei neutronice. Această acumulare de masă devine mai densă și mai fierbinte cu cât se acumulează mai mult, până când, în cele din urmă, steaua o strănge într-o explozie termonucleară.

Aceste explozii au fost cele pe care Jaisawal și colegii săi au încercat să le studieze, folosindNICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) al NASA, un telescop cu raze X care călătorește cu Stația Spațială Internațională.

„În timpul acestor explozii, steaua neutronică devine de până la 100 000 de ori mai strălucitoare decât soarele, eliberând o cantitate imensă de energie”, spune astrofizicianul Jerome Chenevez de la Universitatea Tehnică din Danemarca.

„Așadar, avem de-a face cu evenimente foarte extreme și, prin studierea lor, obținem noi informații despre ciclurile de viață existente ale sistemelor stelare binare și despre formarea elementelor în Univers.”

Cel mai rapid pulsar din Univers

Echipa a înregistrat 15 dintre aceste explozii termonucleare între 2017 și 2022. Dar când au analizat datele, au descoperit ceva ciudat. Una dintre explozii avea o semnătură ciudată, o oscilație cu o frecvență de 716 Hertz. Era ca și cum steaua se rotea în timp ce erupea - ceea ce, cercetătorii au stabilit, a fost probabil cazul.

Acest lucru ar putea însemna că steaua neutronică 4U 1820-30 este un pulsar cu raze X, cu o perioadă de 716 rotații pe minut, alimentat de explozii termonucleare. Deoarece PSR J1748-2446ad este un pulsar radio, acest lucru ar face din 4U 1820-30 cel mai rapid pulsar cunoscut alimentat cu energie nucleară.

Vor fi necesare mai multe observații pentru a verifica această descoperire. Cu toate acestea, dacă vor fi confirmate, rezultatele ne vor oferi un nou instrument pentru studierea stelelor neutronice și a extremităților pe care acestea le pot atinge înainte de a se autodistruge.

Cercetările echipei au fost publicate pe 25 octombrie 2024 în The Astrophysical Journal.