Egy pulzár csóvája

A Chandra-röntgenműhold segítségével a Geminga nevű pulzárt vizsgálták. A csillagközi térben 120 km/s sebességgel száguldó objektum látványos csóvát húz maga után.

A pulzárok olyan neutroncsillagok, amelyek periodikusan rádió- és egyéb hullámhosszú sugárzást bocsátanak ki. Szupernóva-robbanások alkalmával keletkeznek, amikor az összeroskadó csillagból visszamaradó mag tömege, nem haladja meg a Nap tömegének 3-4-szeresét. A Geminga egy ilyen neutroncsillag, és periodikus sugárzása miatt egyben pulzár is, amely 500 fényéves távolságával, a bolygónkhoz egyik legközelebbi ilyen égitest. Átmérője 20 km körüli, és egy kb. 350 ezer évvel ezelőtti kataklizma során született. Érdekessége, hogy mintegy 120 km/s sebességgel száguld a csillagközi térben. A nagy sebességre valószínűleg a szupernóva-robbanás gyorsította, amely aszimmetrikus volt, és puskagolyóhoz hasonlóan kilőtte eredeti helyéről.

Patrizia Caraveo (INAF) és kollégái, a Chandra-röntgenteleszkóp régebbi felvételei alapján, egy üstököscsóvára emlékeztető képződményt azonosítottak a száguldó pulzár mögött. A megfigyelés csak részben új, a képződményt ugyanis 2003-ban találták meg először. Akkor az ESA XMM-Newton műholdjával tanulmányozták a Geminga mögött húzódó, kettős röntgencsóvát. A most nyert adatokkal pontosítani tudták a csóva kialakulását, és az objektum körüli térben zajló, heves folyamatokat leíró modellt.

A csóvára emlékeztető képződményt kb. 3 millió km hosszan tudták követni. A kettős villára emlékeztető megjelenés valójában egy kúpfelület palástjának két metszete, amely a csillagközi térben létrehozott lökéshullámfrontot jelzi. A képzeletbeli kúp csúcsán a száguldó Geminga van, és a kúp arra nyílik, amerről a Geminga érkezik. Az erős mágneses teret hordozó objektum gyors mozgása közben ütközik a csillagközi anyaggal, azt összenyomja, és felerősíti a benne lévő mágneses teret.

A pulzár másodpercenként négyszer fordul meg a tengelye körül, amely többek között magas energiaszintre gerjeszti a mágneses terébe befogott részecskéket. Ezek az erővonalak mentén spirálozva, erős gammasugárzást produkálnak. Míg sok pulzár erős rádióforrás, a Geminga alig bocsát ki sugárzást a rádiótartományban - ezzel, a közel egy tucat, ma ismert "rádiócsendes" pulzár közé tartozik.

A Gemingának és környezetének képe a röntgentartományban, a jobbra kinyúló villás csóvával (fent), valamint az objektum haladási iránya (nyíl). Lent a lökéshullámfront két térbeli modellje, amelyben a Geminga haladási iránya a látóirányunkkal 70, illetve 60 fokos szöget zár be (fotó: ESA, Patrizia Caraveo)

A Chandra és az XMM-Newton eredményeinek összevetése alapján úgy tűnik, hogy a gerjesztett részecskéknek csak egy része produkálja a fent említett, intenzív sugárzást a Geminga magnetoszféráján belül. Sok részecske ugyanis elszökik a mágneses térből, majd eléri a lökéshullámfrontot, ami a csillagközi anyag és a szuperszónikus sebességgel haladó objektum magnetoszférájának határán keletkezik. Az idejutó részecskék energiát veszítenek, és emiatt röntgensugárzást bocsátanak ki. Néhány közülük ismét visszakerül a Geminga közelébe, és nekiütközik a felszínének, forró foltokat alakítva ki rajta. Ezek szintén erős és egyben változó intenzitású röntgensugárzást bocsátanak ki, hozzájárulva az objektum összsugárzásához. Azok a részecskék pedig, amelyek elszöknek a magnetoszférából, fokozatosan adják le energiájukat, kialakítva a megörökített csóvát.