Astronomii au descoperit stele neutronice care sunt prea reci pentru vârsta lor tânără

La 2,3 milioane de grade pentru o existență de doar 841 de ani, steaua neutronică J0205 este prea rece pentru a se potrivi cu un mare număr de modele care explică răcirea acestor obiecte din spațiul cosmic, potrivit unui studiu publicat de astronomii spanioli și citat de AFP.

O stea neutronică este relicva exploziei unei stele masive la sfârșitul vieții sale. Dacă această relicvă depășește o anumită masă, ea devine o gaură neagră. Sub această masă, ea devine o stea neutronică, cum ar fi PSR J0205+6449, care este numele său complet.

Un obiect fenomenal de dens, cu echivalentul a 1,4 sori comprimați într-o sferă cu diametrul de 20 până la 30 km. Se rotește cu 15 rotații pe secundă, generând un câmp magnetic puternic și emițând raze X.

Acest spinning top cosmic deține „informații unice privind proprietățile și comportamentul materiei în condiții extreme de densitate și câmp magnetic”, subliniază studiul publicat joi în Nature Astronomy.

Sunt condiții care nu pot fi reproduse în laborator și pentru care fizicienii au stabilit modele numite ecuații de stare. Acestea descriu procesele care acționează în inima acestor stele, în stări în care nucleele atomice se dislocă și componentele lor se comportă în moduri ciudate.

Analizând cataloagele telescoapelor spațiale XMM-Newton și Chandra, dedicate detectării stelelor neutronice, echipa de astronomi spanioli a identificat trei stele care par atipice.

„Pe hârtie, temperatura lor este foarte ridicată, dar neobișnuit de rece pentru vârsta lor tânără”, rezumă pentru AFP doctorul Alessio Marino, coautor al studiului și membru al Institutului de Științe Spațiale din Barcelona. Și nu este vorba de o diferență mică, deoarece este cel puțin jumătate din temperatura stelelor neutronice de aceeași vârstă.

500 de miliarde de grade

În mod obișnuit, steaua se naște „la o temperatură de aproximativ 500 de miliarde de grade, iar după doar câteva minute, aceasta scade sub 10 miliarde de grade”, a explicat pentru AFP Micaela Oertel, director de cercetare CNRS la observatorul din Strasbourg și specialist în aceste obiecte compacte. Această temperatură scade apoi puternic odată cu vârsta, după un milion de ani.

În acest caz, astronomii au calculat curbele de răcire în funcție de vârstă. Ei au determinat această vârstă prin observarea norului rezidual al exploziei inițiale care a dat naștere stelelor.

Conform calculelor lor, cea mai tânără stea, J0205, are o vârstă de 841 de ani. Această datare este confirmată de relatările istorice ale observatorilor cerului din Evul Mediu.

Celelalte două au o vechime de 7.700 de ani și între 2.500 și 5.000 de ani, cu temperaturi de 1,9, respectiv 4,6 milioane de grade. Cel puțin de două ori mai reci decât stelele neutronice de aceeași vârstă.

Or, „răcirea stelei este ceva cu adevărat sensibil la compoziția sa internă” și, în special, la raportul dintre neutroni și protoni, potrivit lui Oertel, care nu a fost implicată în studiu.

Cercetătoarea salută lucrarea ca fiind „extrem de interesantă”, deoarece restrânge numărul de modele aplicabile stelelor de o anumită masă.

În acest caz, studiul concluzionează că, pentru stelele neutronice luate în considerare, aceste modele trebuie să includă un mecanism de răcire rapidă, care este legat de compoziția stelei.

Această lucrare prezintă interes în fizica fundamentală, ajutând la înțelegerea interacțiunii puternice, una dintre forțele fundamentale care guvernează materia în infinitul mic. Dar și în astrofizică, adică infinitul  mare.

Deoarece, după cum explică Oertel, „știm acum că fuziunea stelelor neutronice este principala sursă de elemente grele de pe Pământ”, precum aurul și platina.