Vědci poprvé zmapovali, jak vypadá povrch neutronové hvězdy

Neutronové hvězdy jsou bez přehánění jedním z nejpodivnějších objektů, jaké můžeme ve vesmíru objevit. Vznikají z hvězd, které jsou o „trochu“ větší než naše Slunce (zhruba 7–20×). Jakmile takové hvězdě dojde palivo, které fúzní reakcí slučuje na stále těžší prvky, zhroutí se sama do sebe vlastní vahou. To vyvolá masivní explozi, která odvrhne vnější vrstvy materiálu a na nebi vzplane supernova. Na místě původní hvězdy zůstane jen ultrahustá koule o průměru zhruba 20 kilometrů, která ale ukrývá tolik namačkané hmoty, kolik bychom našli ve dvou Sluncích.

Průzkumník neutronových hvězd

V červnu 2017 přibyl do výbavy Mezinárodní vesmírné stanice přístroj, který by nám měl poodhalit tajemství těchto záhadných objektů. Toto zařízení, které vypadá spíše jako nějaká sofistikovaná vesmírná zbraň, se jmenuje NICER (Neutron star Interior Composition Explorer), tedy „průzkumník složení vnitřních vrstev neutronových hvězd“ a nachází se na vnějším plášti ISS.

Od svého uvedení do provozu si NICER připsal již nejeden zajímavý úlovek – v roce 2019 například detekoval extrémně intenzivní záblesk rentgenového záření z pulsaru SAX J1808.4-3658 (zkráceně J1808). Nejnovější počin NICERu je neméně zajímavý – na základě jeho snímkování dokázali vědci poprvé zmapovat povrch neutronové hvězdy. 

NICER se tentokrát zaměřil na neutronovou hvězdu J0030+0451 (J0030), vzdálenou 1 100 světelných let daleko v souhvězdí Ryb. Data, která přístroj zachytil, nezávisle zpracovaly hned dva vědecké týmy – jeden z univerzity v Amsterdamu a druhý z Marylandské univerzity. Závěry obou týmů jsou takřka totožné a dlužno dodat, že vědcům přidělaly vrásky na čele. Jejich zjištění totiž příliš neodpovídají našim představám o fungování neutronových hvězd.

Oba týmy se shodly na velikosti neutronové hvězdy J0030. Ta podle nich v průměru měří mezi 25 až 26 kilometry a kolem své osy se otočí 205× za sekundu. Její hmotnost vědci odhadují na 1,3 až 1,4násobek hmotnosti našeho Slunce. Tato zjištění vědce nepřekvapila a odpovídají dosavadním zjištěním a dřívějším modelům.

Nepravidelnost magnetického pole

Překvapení přinesl až model povrchu neutronové hvězdy, který vygeneroval superpočítač. Magnetické pole, které u většiny hvězd měříme v setinách Tesla, dosahuje u neutronových hvězd 10⁶ až 10⁹ Tesla. Až doposud ale vědci předpokládali, že magnetické pole neutronové hvězdy má tvar připomínající extrémně silný tyčový magnet. Díky tomu by měl celý povrch neutronové hvězdy slabě zářit v rentgenové oblasti a na „pólech“ vytvářet energetické „hotspoty“, vystřelující do vesmíru silné rentgenové záblesky. Modely ale ukazují něco jiného.

TIP: Jaké druhy pulzarů známe? Jaká je jejich podstata?

V obou modelech povrchu neutronové hvězdy jsou patrné „hotspoty“ jen na její jižní straně. Energetické „hotspoty“ se liší tvarem i velikostí, ani v nejmenším ale nepřipomínají pravidelnost tyčového magnetu. Jak se zdá, magnetické pole neutronových hvězd je mnohem složitější, než jsme si představovali a na nějakou pravidelnost si rozhodně nepotrpí.