Związek rotacji z jasnością w układzie P13
Astronomowie od lat badają obiekt oznaczony jako NGC 7793 P13 (w skrócie P13), znajdujący się w galaktyce Rzeźbiarza, około 12 milionów lat świetlnych od Ziemi. Jest to tzw. ultraintensywne źródło rentgenowskie (ULX), które emituje miliony razy więcej energii niż nasze Słońce, znacznie przekraczając teoretyczną granicę jasności (tzw. granicę Eddingtona) dla obiektu o tej masie.
Nowe badania opublikowane w ciągu ostatnich 24 godzin, oparte na analizie danych z teleskopów rentgenowskich XMM-Newton, Chandra i NuSTAR, przynoszą istotne wyjaśnienie tego fenomenu. Zespół naukowców odkrył bezpośredni, fizyczny związek między zmianami jasności obiektu a tempem jego rotacji. Okazuje się, że w fazach zwiększonej jasności pulsar przyspiesza swoją rotację znacznie gwałtowniej, niż zakładały to dotychczasowe modele.
Mechanizm akrecji: Jak działa kosmiczny odkurzacz?
P13 nie jest czarną dziurą, lecz gwiazdą neutronową – obiektem o niezwykle dużej gęstości i średnicy zaledwie kilkunastu kilometrów, który ściąga materię z towarzyszącej mu gwiazdy towarzyszącej (błękitnego nadolbrzyma). Materia ta, opadając na powierzchnię gwiazdy neutronowej, tworzy kolumnę akrecyjną wzdłuż linii silnego pola magnetycznego.
Najnowsze obserwacje ujawniły, że w fazie pojaśnienia (odnotowanej w latach 2022-2024 po okresie spokoju), tempo przyspieszania rotacji pulsara wzrosło dwukrotnie. Sugeruje to, że geometria kolumny akrecyjnej – struktury, przez którą gaz opada na bieguny gwiazdy – ulega dynamicznym zmianom. Wysokość i kształt tej kolumny, sterowane przez potężne pole magnetyczne, regulują ilość emitowanego promieniowania rentgenowskiego.
Przekraczanie granicy Eddingtona
Odkrycie to jest kluczowe dla zrozumienia zjawiska akrecji nadkrytycznej. Do tej pory astrofizycy rozważali, czy jasność ULX-ów wynika z efektu geometrycznego (promieniowanie skupione w wąską wiązkę skierowaną w Ziemię) czy z rzeczywistych procesów fizycznych pozwalających ominąć granicę Eddingtona.
Przypadek P13 wskazuje na to drugie rozwiązanie: silne, wielobiegunowe pole magnetyczne gwiazdy neutronowej stabilizuje opadającą materię, pozwalając gwieździe akreować znacznie więcej gazu i emitować potężniejsze promieniowanie, niż wynikałoby to z klasycznych ograniczeń. Zrozumienie tego mechanizmu może dostarczyć wskazówek na temat wzrostu supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.
Źródła informacji:
- Phys.org: Neutron star P13 shows dramatic X-ray variability linked to rotation velocity (publikacja z 14-15 grudnia 2025).
- Astronomy & Astrophysics / The Astrophysical Journal: Analizy oparte na danych archiwalnych i nowych z misji XMM-Newton, Chandra, NuSTAR.
- ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) – komunikaty dot. misji XMM-Newton.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
