Objeven vesmírný neposeda. Existuje divoká hvězda, která se otáčí neuvěřitelných 716krát za sekundu

Zdá se, že mrtvá hvězda vzdálená 27 400 světelných let zažívá jednu z nejvelkolepějších hvězdných diskoték, jakou jsme kdy viděli. Ve dvojhvězdném systému 4U 1820-30 se neutronová hvězda otáčí kolem své středové osy tak rychle, že vykoná úchvatných 716 otáček za sekundu.

Žádná hvězda dosud nebyla objevena, která by se otáčela rychleji, a pouze slavný pulsar PSR J1748-2446ad se otáčel takovou rychlostí. Podle týmu vedeného astrofyzikem Gauravou Jaisawalem z Dánské technické univerzity tento objev potvrzuje současnou teoretickou horní hranici rychlosti rotace neutronových hvězd, která se pohybuje kolem 730 otáček za sekundu. „Studovali jsme termonukleární exploze z tohoto systému a pak jsme objevili pozoruhodné oscilace,“ říká Jaisawal.

„Pokud to budoucí pozorování potvrdí, neutronová hvězda 4U 1820-30 bude jedním z nejrychleji rotujících objektů, které kdy byly ve vesmíru pozorovány.“ Neutronové hvězdy jsou jedním z vývojových závěrečných stadií v životě masivní hvězdy. Jakmile hvězda o hmotnosti přibližně 8 až 30krát větší než hmotnost Slunce vyčerpá zásoby atomů, které může ve svém jádře sloučit, udělá kabum (nebo možná neudělá), vyvrhne svůj vnější materiál v explozi supernovy, zatímco jádro, které již není podporováno vnějším tlakem dodávaným fúzí, se pod vlivem gravitace zhroutí.

Toto zhroucené jádro je neutronová hvězda, objekt o hmotnosti přibližně 1,1 až 2,3násobku hmotnosti Slunce, který je zabalen do malé koule o průměru pouhých 20 kilometrů. Slovo „hustá“ to ani zdaleka nevystihuje. Hmota uvnitř těchto věcí může být podivná – a stejně tak i jejich chování.

Pro klasifikaci tohoto chování máme různé názvy. Magnetar je neutronová hvězda s šíleně silnou magnetickou sférou. A pulsar je neutronová hvězda, která rotuje neuvěřitelně rychle a ze svých pólů vysílá paprsky rádiových vln, takže se zdá, že v prostoru „pulzuje“ jako kosmický maják. O existenci 4U 1820-30 víme přinejmenším od 80. let minulého století. Jedná se o dvojhvězdný systém v souhvězdí Střelce, který zahrnuje neutronovou hvězdu a bílého trpaslíka na opravdu těsné dráze s periodou pouhých 11,4 minuty.

Blízkost obou hvězd znamená, že neutronová hvězda je dostatečně blízko, aby mohla kanibalizovat svého průvodce a zbavovat ho materiálu, který se pak hromadí na povrchu neutronové hvězdy. Tato nahromaděná hmota je tím hustší a horká, čím více jí přibývá, až ji nakonec hvězda vyvrhne termonukleárním výbuchem. Právě tyto exploze se Jaisawal a jeho kolegové snažili studovat pomocí rentgenového teleskopu NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), který se svezl s Mezinárodní vesmírnou stanicí.

„Během těchto záblesků se neutronová hvězda stává až 100 000krát jasnější než Slunce a uvolňuje obrovské množství energie,“ říká astrofyzik Jerome Chenevez z Dánské technické univerzity. „Máme tedy co do činění s velmi extrémními událostmi a jejich studiem získáváme nové poznatky o existujících životních cyklech dvojhvězdných systémů a vzniku prvků ve vesmíru.“ Tým zaznamenal 15 těchto termonukleárních výbuchů v letech 2017 až 2022.

Když však data analyzovali, zjistili něco zvláštního. Jeden z výbuchů měl zvláštní signaturu, oscilace o frekvenci 716 hertzů. Vypadalo to, jako by hvězda při výbuchu rotovala – což, jak vědci zjistili, pravděpodobně byla pravda. To by mohlo znamenat, že neutronová hvězda 4U 1820-30 je rentgenový pulsar s periodou 716 rotací za sekundu, poháněný termonukleárními výbuchy.

Vzhledem k tomu, že PSR J1748-2446ad je radiový pulsar, znamenalo by to, že 4U 1820-30 je nejrychlejší známý pulsar. K ověření tohoto zjištění bude zapotřebí dalších pozorování. Pokud se však výsledky potvrdí, poskytnou nám nový nástroj pro studium neutronových hvězd a extrémních hodnot, kterých mohou dosáhnout, než se samy zničí.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: youtube.com, ui.adsabs.harvard.edu, alphagalileo.org, svs.gsfc.nasa.gov