I raggi X rivelano che le pulsar uccidono le loro stelle compagne

I raggi X rivelano che le pulsar uccidono le loro stelle compagne

Per sopravvivere in questo universo, Dovresti evitare le pulsar.

Una vista illustrata della pulsar Black Widow e della sua compagna stellare. Le emissioni di raggi gamma della pulsar (viola) riscaldano fortemente il lato rivolto verso la stella (arancione). La pulsar fa evaporare gradualmente il suo partner.

credito: Centro di volo spaziale Goddard della NASA/Cruz DeWilde

Le pulsar, stelle di neutroni in rapida rotazione, si formano quando stelle massicce muoiono in una supernova che collassa nel loro nucleo.

La pulsar Chandra del Granchio Hubble

Questa serie di immagini affiancate mostra una serie di viste della pulsar del Granchio e dell’ambiente circostante scattate dal telescopio a raggi X Chandra della NASA (a sinistra) e dal telescopio spaziale Hubble della NASA (a destra) in un periodo di 6 mesi a partire dal novembre 2000. all’aprile 2001. La pulsar del Granchio si è formata da una stella diventata supernova nel 1054 ed è una delle più piccole stelle di neutroni conosciute.

Crediti:NASA/CXC/ASU/J.Hester et al; NASA/HST/ASU/J.Hester et al.; Stevebd1/YouTube

Rotori più veloci — Pulsar al millisecondo – “Rotazione” attirando materia dalle stelle vicine.

Una stella di neutroni massiccia

Questa immagine mostra l’illustrazione di una stella di neutroni massiccia, insieme agli effetti gravitazionali distorcenti che un osservatore vedrebbe se fosse in grado di vedere questa stella di neutroni da vicino. Sebbene le stelle di neutroni siano famose per la loro pulsazione, non tutte le stelle di neutroni sono una pulsar. Le pulsar più veloci, note come pulsar millisecondo, ruotano più di 100 volte al secondo e l’attuale detentore del record completa 766 rivoluzioni al secondo.

credito: Daniel Molybdenum/Flickr e Raphael Concord/Wikimedia Commons

Quando si formano le stelle non sono sempre solitarie, ma spesso hanno una compagna.

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Una binaria a raggi X si forma quando una stella di neutroni o un buco nero orbita attorno a una stella molto più grande e meno massiccia. La materia si accumula sui resti densi della stella, si riscalda, si ionizza ed emette raggi X. È noto che molte stelle di neutroni hanno compagne binarie, con un’ampia gamma di possibili distanze e masse rispetto alla stella compagna. Oltre a ciò, sono possibili ulteriori compagni planetari o stellari.

credito:NASA/CXC/M. Weiss

Inoltre, in ambienti stellari densi – come gli ammassi globulari – l’espulsione e la cattura gravitazionale sono comuni.

Stelle dell'ammasso globulare Omega Centauri

Qui, nel cuore di Omega Centauri, uno degli ammassi globulari più grandi e ricchi visibili dalla Terra all’interno della Via Lattea, sono state fotografate molte stelle di diversi colori. A causa della natura densa di questo ambiente, le interazioni gravitazionali tra stelle e sistemi stellari sono comuni, portando spesso a espulsioni e catture gravitazionali e, occasionalmente, stelle di piccola massa (o anche stelle fallite) finiscono in orbite strette con pulsar millisecondo.

credito: NASA, ESA e il team Hubble SM4 ERO

Molte pulsar millisecondo contengono stelle compagne di piccola massa e si formano LMXB: binarie a raggi X di piccola massa.

Illustrazione di un sistema binario a raggi X di piccola massa

Questa illustrazione mostra una stella di neutroni con un disco di accrescimento, che estrae massa da una stella compagna di piccola massa. Molti di questi sistemi contenenti stelle di neutroni avranno pulsar millisecondo per le loro stelle di neutroni, e i “getti” delle stelle di neutroni colpiranno la stella compagna e la distruggeranno lentamente.

credito: Fedsluis/Wikimedia Commons

Nei vicini sistemi LMXB, queste pulsar spogliano le stelle compagne dell’atmosfera attraverso venti energetici.

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I venti Pulsar navigano IXPE

Utilizzando i dati combinati di Chandra (raggi X), Hubble (luce visibile) e IXPE (polarizzazione dei raggi X, azzurro) della NASA, i venti della pulsar provengono dalla pulsar Vela, una stella di neutroni che ha solo circa 10.000 anni. Può essere visto facilmente. Questi getti, se la pulsar ha una compagna binaria (Vela ha una compagna di massa elevata), possono danneggiare o addirittura distruggere la stella compagna.

Crediti: Raggi X: (IXPE) NASA/MSFC/Fei Xie e (Chandra) NASA/CXC/SAO; Ottico: elaborazione NASA/STScI Hubble/Chandra di Judy Schmidt; Elaborazione e installazione di Hubble/Chandra/IXPE da parte di NASA/CXC/SAO/Kimberly Arcand e Nancy Wolk

Per studiare queste “pulsar ragno”, gli astronomi hanno guardato al vicino ammasso globulare Omega Centauri Utilizzando il telescopio a raggi X Chandra.

Una vista flash ottica a raggi X dell'ammasso globulare Omega Centauri

Osservando l’ammasso globulare Omega Centauri sia alla luce ottica che ai raggi X, gli scienziati sono stati in grado non solo di identificare corpi di piccola massa Pulsar. Dopotutto c’è una relazione.

Crediti: Raggi X: NASA/CXC/San Francisco State Univ./A. Cole et al.; Ottico: NASA/ESA/STScI

Il nuovo studio Porta cattive notizie alle sue amiche stelle: sono state uccise da queste pulsar che emettono raggi X.

Ammasso sferico a raggi X di Omega Centauri

All’interno dell’ammasso globulare Omega Centauri, il più grande conosciuto nella Via Lattea, si trovano circa 10 milioni di stelle che occupano lo spazio con un diametro di soli 150 anni luce. All’interno si possono trovare molte pulsar millisecondo e quelle che hanno una nana rossa o una nana bruna si nutrono attivamente di queste stelle stellari.

credito: Raggi X: NASA/CXC/San Francisco State Univ./A. Cole et al.; Ottico: NASA/ESA/STScI/AURA; Elaborazione delle immagini: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Alcune compagne sono stelle nane rosse, mentre altre sono stelle fallite di massa inferiore: le nane brune.

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Emissione di raggi X rispetto alla massa associata a sistemi binari a raggi X di piccola massa con pulsar millisecondo

Osservando un gran numero di masse piccole (compagni di massa stellare) si verifica una correlazione tra la luminosità dei raggi X e la massa compagna. Più pesante è il compagno, maggiore è l’energia dei raggi X proveniente dal sistema.

credito: J. Zhao & CO Heinke, MNRAS, 2023 accettato

Quanto più massiccia è la stella compagna, tanto più forti sono i raggi X emessi dal sistema.

I raggi millisecondi di una pulsar colpiscono una stella compagna di piccola massa, riscaldandola e privandola di materiale

Quando le pulsar millisecondo si trovano in un’orbita stretta con una stella compagna di piccola massa, i “raggi” di radiazione che emettono colpiscono un lato della stella compagna, riscaldandola e portando via materiale. Un nuovo studio mostra che quanto più massiccia è una pulsar, tanto più forti sono le emissioni di raggi X della pulsar, che probabilmente portano a un maggiore tasso di perdita di massa.

credito: Centro di volo spaziale Goddard della NASA

Quanto più intensi saranno i raggi X emessi dalla pulsar, tanto più velocemente la stella compagna perderà massa.

Composito ottico a raggi X del primo sistema pulsar Black Widow

Questa immagine composita di raggi X (rosso/bianco) e ottica (verde/blu) mostra i dati Chandra (raggi X) sovrapposti alle osservazioni in luce visibile effettuate dal telescopio anglo-australiano. Lo shock dell’arco verde è causato dai campi magnetici e dai venti della pulsar mentre accelera attraverso il mezzo interstellare, mentre i raggi X della pulsar si scontrano con la compagna binaria, facendole perdere massa.

credito:Raggi X: NASA/CXC/ASTRON/B.Stappers et al., Ottico: AAO/J.Bland-Hawthorn & H.Jones

Non solo le pulsar “rubano massa” alle loro compagne, ma accendono nuovamente le particelle, Più danni alle loro vittime.

Velocità della pulsar della Vedova Nera

Molte pulsar con compagne binarie vicine e di piccola massa si muovono molto rapidamente attraverso il mezzo interstellare. La rapida rotazione suggerisce che una lunga nuvola simile a un bozzolo di particelle ad alta energia circonda questi sistemi compagni di pulsar, creando uno shock ad arco lungo la direzione del loro movimento.

credito:NASA/CXC/M.Weiss

Per i compagni di massa ridotta, il termine “Vedova Nera“Non è mai stato così conveniente.

Binario a raggi X di piccola massa con una pulsar millisecondo e una compagna nana bruna (Vedova Nera).

L’impressione di questo artista mostra le caratteristiche ottiche di un sistema di nane brune millisecondo. Le pulsar in questi sistemi sono conosciute come “vedove nere” perché predano le loro compagne, con i venti della pulsar che rilasciano particelle e rimuovono materiale dalla loro compagna di piccola massa.

credito:NASA/CXC/M.Weiss

Mostly Mute Monday racconta una storia astronomica con immagini, immagini e non più di 200 parole.

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