O echipă de astronomi a descoperit o stea „care nu ar fi trebuit să existe”

Descoperirea acestei stele, prezentată în ultimul număr al revistei Nature, ridică numeroase întrebări și sfidează înțelegerea fizicii, care se află la originea unora dintre cele mai extreme evenimente care se produc în Univers.

Această stea neutronică a fost inclusă în categoria unor surse de lumină pe cât de strălucitoare pe atât de rare, așa-numitele surse de radiații X ultra-luminoase (ULX — ultra-luminous x-ray). Deși nu este cea mai mare astfel de sursă observată, această stea neutronică are o strălucire de 10 ori mai puternică decât orice altă stea neutronică descoperită până în prezent.

Obiectele cosmice ULX apar, de obicei, atunci când o gaură neagră devorează o stea din apropiere. Imensa forță gravitațională a unei găuri negre atrage gazele fierbinți ale stelei, așa cum am desfășura un ghem de sfoară, consumând încet steaua din apropiere. Pe măsură ce gazul stelar se prăbușește în gaura neagră, se formează un disc ultra-luminos, extrem de fierbinte, în jurul găurii negre, disc pe care astronomii îl pot observa de pe Pământ. Temperatura gazelor din acest disc este de ordinul zecilor de milioane de grade pe scara Fahrenheit, iar cea mai mare parte a luminii pe care o emite un astfel de disc este sub formă de radiații X.

Începând cu anii ’70, oamenii de știință au început să detecteze astfel de obiecte pe care le-au denumit ULX. Deși originea acestor obiecte cosmice nu este foarte bine cunoscută, oamenii de știință bănuiesc că ele se formează în astfel de sisteme cosmice binare compuse dintr-o stea și o gaură neagră.

De asemenea, până în prezent se credea că obiectele ULX se formează doar în jurul găurilor negre active, în contextul imensei lor atracții gravitaționale, dar descoperirea acestei noi stele neutronice foarte strălucitoare infirmă această teorie, conform revistei Nature.

La aproximativ 12 milioane de ani lumină de Pământ se află galaxia M82. Spre centrul acestei galaxii a fost descoperit un sistem binar format dintr-o stea și un pulsar (un tip de stea neutronică). Observat prin intermediul Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), aparținând NASA, acest pulsar emite fascicule de raze X mai strălucitoare decât orice alt pulsar cunoscut din Univers.

La fel ca și găurile negre, stelele neutronice se formează atunci când o stea mult mai masivă decât Soarele se prăbușește în sine, după ce-și consumă combustibilul nuclear. Stelele neutronice nu au însă o forță gravitațională la fel de intensă ca a găurilor negre și nu pot bloca fotonii în câmpul lor gravitațional. Steaua neutronică descoperită emite lumină sub formă de fluxuri periodice, iar oamenii de știință sunt din acest motiv convinși că obiectul astronomic descoperit este un pulsar și nu o gaură neagră.

Însă forța gravitațională mai slabă a pulsarilor i-a făcut pe astrofizicieni să creadă că astfel de stele nu pot fi surse de radiații X ultra-luminoase.

„Luminozitatea radiațiilor X provenite din astfel de discuri de acreție este determinată de gravitație. Cu cât (o gaură neagră) înghite mai multă materie, cu atât radiațiile X emise sunt mai puternice. De asemenea, cu cât un obiect este mai greu, cu atât poate capta mai multă materie într-o anumită unitate de timp și cu atât mai strălucitoare vor fi emisiile sale de raze X”, explică Matteo Bachetti, astrofizician la Observatorul Cagliari din Sardinia, coordonatorul studiului publicat în revista Nature.

Cele mai masive stele neutronice au masa de zeci de ori mai mică decât a găurilor negre. Și totuși, acest pulsar descoperit de Bachetti și de colegii săi are o strălucire mai puternică decât foarte multe găuri negre observate. Acest pulsar este de 10 ori mai strălucitor decât orice alt pulsar observat vreodată și strălucește cu intensitatea a 10 milioane de sori!

Conform teoriilor existente despre cât de strălucitoare pot fi aceste stele neutronice, acest pulsar ar fi trebuit să aibă o strălucire de 100 de ori mai slabă. O posibilă explicație, conform echipei coordonate de astrofizicianul italian, este că acest pulsar are un câmp magnetic extraordinar de puternic care ar putea „modifica interacțiunile dintre radiații și materie, permițând manifestarea unor rate mai ridicate de acreție”.