HST SPATRIL OSAMOCENOU NEUTRONOVOU HVEZDU VE VESMIRU


Don Savage, Headquarters, Washington, DC
Tammy Jones, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD
Ray Villard, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD




Astronomove pracujici z Kosmickym dalekohledem HST ziskali prvni primy pohled ve viditelnem svetle na osamocenou neutronovou hvezdu. Nabizi se tak jedinecna prilezitost ziskat predstavu o jeji velikosti. Take mohou byt overeny teorie o slozeni a strukture teto bizardni tridy gravitacne kolabovanych umirajicich hvezd.

Uspesnym popisem vlastnosti osamocene neutronove hvezdy dostanou astrofyzici prilezitost lepe pochopit premenu hmoty v obdobi, kdy je latka podrobena extremnim tlakum a teplotam v intenzivnim gravitacnim poli neutronove hvezdy.

Vysledky z HST ukazuji, ze hvezda je velmi horka a jeji prumer nepresahuje vice nez 28 km. Tyto zjisteni dokazuji ze objekt musi byt neutronovou hvezdou protoze nezname zadny jiny typ objektu, ktery by byl tak horky a maly.

F. Walter, State University of New York (SUNY), nyni pusobici na Stony Brook, rika "Toto zjisteni posazuje neutronove hvezdy neprijemne tesne k teoretickemu limitu jak mala muze neutronova hvezda existovat. S timto pozorovanim muzeme zacit vylucovat nektere z mnoha modelu vnitrni struktury neutronovych hvezd." Vysledky pozorovani, ktere ziskali Walter a Lynn Matthews (take ze SUNY) byly oznameny ve vedeckem casopise Nature z 25. zari.

Neutronove hvezdy vznikaji v nekterych supernovach. Jsou to objekty velmi huste, protoze elektrony a protony, ktere tvori normalni hmotu jsou vmacknuty do neutronu a jinych exotickych subatomarnich castic. Hmota, ktera tvori neutronovou hvezdu je nejhustsi znamou hmotou, ktera existuje. (Teoreticky by kousek povrchu neutronove hvezdy vazil tolik, jak flotila bitevnich lodi a pritom by jeho velikost nebyla vetsi nez dlan.)

Pozorovani z HST spolu s daty ziskanymi drive astronomum slibuji zjemneni matematickeho popisu - nazyvaneho stavova rovnice - popisujici slozitou premenu hmoty za mimoradnych hustot, ktere na Zemi neexistuji. Stavove rovnice jsou prozkoumany pro "beznou" hmotu, jako je napr. voda, jez muze prechazet mezi plynnym, kapalnym a pevnym skupenstvim. Chovani hmoty za extremnich teplot a tlaku, jake napr. panuji v neutronove hvezde neni stale dobre prozkoumano.

V nasi galaxii existuje nekolik stovek milionu neutronovych hvezd. Vsechny neutronove hvezdy, ktere jsme dosud znali, byly bud objeveny v X-ray binarnich systemech nebo jako pulsary detekovane v radiove oblasti (je to take trida neutronovych hvezd). Neutronova hvezda, kterou pozoroval HST vsak neni clenem zadneho binarniho systemu a nebyla pozorovana jako pulsar jako X-ray nebo radiovy zdroj. Pulsary jsou mlade neutronove hvezdy vznikajici v silnem magnetickem poli; nepulsujici neutronove hvezdy mohou byt stare mrtve pulsary. Jejich stari se odhaduje na vice nez milion let. Jako pulsary take nemusely nikdy existovat.

Z X-ray pozorovani bylo vytypovano pouze nekolik osamnelych neutronovych hvezd, ale toto je prvni pripad, kdy se vedcum podarilo identifikovat opticky protejsek.

Prvni stopa, ze jde o osamnelou neutronovou hvezdu pochazi z roku 1992, kdy satelit ROSAT (zkratka Roentgen Satellite) objevil na tomto miste jasny X-ray zdroj. Opticky protejsek vsak na prehlidkovych deskach nalezen nebyl. Astronomy zaujal, protoze takto horke a jasne objekty bez protejsku na jinych vlnovych delkach jsou neobycejne vzacne.

Pristroj Wide Field Planetary Camera 2 umisteny na HST byl v rijnu 1996 pouzit k porizeni snimku slabeho optickeho objektu, ktery se nachazel jen 2 obloukove sec (1/900 prumeru Mesice) od X-ray pozice.

Astronomove nemeli prime mereni vzdalenosti neutronove hvezdy, ale objekt nastesti lezi pred molekularnim mracnem, ktere se nachazi v jizni casti souhvezdi Jizni koruny a o kterem vime, ze je vzdaleno 400 svetelnych let.

Hodnota vzdalenosti molekularniho mracna byla vzata jako horni limit. Naslednym porovnanim jasnosti a barvy neutronove hvezdy zmerene HST a X-ray jasnosti merenou satelity ROSAT a EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer) urcili astronomove prumer objektu.

Nejjasnejsi je objekt v X-ray oblasti. Ze dvou snimku HST lze urcit, ze na ultrafialovem snimku je hvezda jasnejsi nez na vizualnim. Z toho lze vyvodit zaver, ze primo pozorujeme ultrakompaktni povrch o teplote 1.2 milionu stupnu Fahrenheita.

Jestlize je objekt tak horky, tak slaby (slabsi 25 mag ve vizualni oblasti) a relativne blizko, musi byt extremne maly - mensi nez bily trpaslik a podobajici se spise hvezdnemu popelu. Zhavy bily trapslik s touto jasnosti by musle lezet 150000 svetelnych let daleko (mimo nasi galaxii) a musel by zarit asi 1/70000 X-ray emise.

Odhad prumeru asi 27 km vychazi z predpokladu, ze neutronova hvezda je v nejvetsi mozne vzdalenosti, prave pred temnou "hradbou" molekularniho mracna. Jestlize by ale neutronova hvezda byla k nam vyrazne bliz, napr. v polovicni vzdalenosti k molekularnimu mracnu, byla by mensi a tim by vyvstal vetsi problem pro teoretiky k vysvetleni stavove rovnice nuklearniho materialu.

I kdyz neutronove hvezdy v binarnich systemech astronomum umoznuji merit jejich hmotnost, coz prispiva k lepsi konzistenci s teorii, na druhe strane je mnohem tezsi odhadnout jejich prumer. Neutronova hvezda se v takovych systemech "zivi" hmotou z jejiho souputnika a svetlo neprichazi vylucne z jejiho povrchu, protoze kolem hvezdy existuji jety, disky a jine podobne jevy. To vse pak vede k tomu, ze odhad prumeru hvezdy je nepresny.

Na pristi rok je planovano dalsi pozorovani z HST, ktere by melo presneji urcit jak je tato hvezda daleko a jak je velka.

Originalni texty k prispevku jsou k dispozici na WWW URLs: http://oposite.stsci.edu/pubinfo/PR/97/32.html a http://oposite.stsci.edu/pubinfo/Latest.html nebo http://oposite.stsci.edu/pubinfo/Pictures.html. Snimky ziskate na http://oposite.stsci.edu/pubinfo/gif/nscra.gif (GIF), http://oposite.stsci.edu/pubinfo/jpeg/nscra.jpg (JPEG) nebo pres ftp na oposite.stsci.edu in /pubinfo: gif/nscra.gif (GIF) and jpeg/nscra.jpg (JPEG). Vyssi rozliseni (300 dpi JPEG) jsou na /pubinfo/hrtemp: 97-32.jpg (color) a 97-32bw.jpg (black & white) a /pubinfo/tiff/1997/32.tif.