Osobliwa gwiazda w M15 pokazywała w promieniach X dwa różne oblicza, co czyniło ją zdumiewającą dla astronomów. Działo sie tak z prostego powodu: okazało się, że nie jest to jeden system gwiazd, a dwa.

Naukowcy z Goddard Space Flight Center w Greenbelt przy NASA doszli do takich wniosków dzięki użyciu teleskopu rentgenowskiego Chandra. Dzieki jego dużej rozdzielczości znaleźli drugi podwójny system gwiezdny o włos na zachód od pierwszego. We wczweśniejszych obserwacjach oba źródła promieniowania zlewały się w jedno.

Dalszym wnioskiem z obserwacji przeprowadzonych przy użyciu Chandry jest to, że systemy podwójne tego typu (kiedy gwiazda neutronowa obiega inna gwiazdę) mogą być całkiem popularne w gromadach gwiazd, co przewidywała już teoria, ale dotychczas obserwacje nie potwierdziły.

Od dawna podejrzewaliśmy, że jest więcej podwójnych układów gwiazd neutronowych, a teraz nareszcie je znajdujemy” – powiedział Nicholas White z Laboratorium Astrofizyki Wysokoenergetycznej przy Goddard. – Teraz można wyjaśnić wcześniejsze obserwacje M15, które wydawały się sprzeczne. Pierwsza gwiazda neutronowa jest słaba, całkowicie schowana za chmurą gazów, które na nią opadają. Na drugiej gwieździe często dochodzi do błysków w promieniach X, dzięki czemu widzimy jej powierzchnię“.

Wcześniej w jednej gromadzie kulistej, niewytłumaczalnie, astronomowie nigdy nie znaleźli więcej niż jednego układu podwójnego gwiazdy neutronowej. Układ taki zwany jest niskomasowym układem promieniowania X.

M15 jest piękną gromadą zawierającą ponad milion gwiazd, znajduje się w gwiazdozbiorze Pegaza w odległości 34 000 lat świetlnych od nas.

Na tym dostarczonym przez teleskop Hubble’a zdjęciu widoczny jest centralny region M15, gromady kulistej zawierającej ponad 30 000 gwiazd. Tutaj widzimy jądro gromady z około tysiącem gwiazd. Na zdjęcie złożyły się obrazy wykonane w ultrafiolecie, świetle niebieskim i świetle widzialnym, w ten sposób, że kolory z grubsza odpowiadają temperaturze na powierzchni gwiazd w M15. Gorące gwiazdy są pokazane w kolorze niebieskim, podczas gdy chłodniejsze w pomarańczowo-czerwonym.

Jeden podwójny układ gwiazdy neutronowej – 4U2127, został odkryty w M15 w roku 1984 przy użyciu satelity Einstein X-ray. 4U2127 składa się z gwiazdy neutronowej wielkości dużego miasta okrążającej żywą, spalającą wodór gwiazdę nazwaną AC211, niewiele mniejszą od naszego Słońca. Jest to charakterystyczna postać niskomasowych układów promieniowania X. Gaz uwolniony z A211 spada na gwiazdę neutronową pod wpływem jej silnej grawitacji, tworząc tak zwany dysk akrecyjny, widoczny dobrze w promienich rentgena.

Dane pokazały, że sama gwiazda neutronowa nie była bezpośrednio widoczna w promieniach X, ponieważ była schowana za dyskiem akrecyjnym. Ten starannie opracowany obraz został podważony, kiedy w 1990 roku japoński satelita Ginga zaobserwował jasne błyski promieniowania w tym rejonie. Ich charakterystyka wskazywała, że powierzchnia gwiazdy była widziana bezpośrednio, co było zupełnym przeciwieństwem wcześniejszych obserwacji.

Przy użyciu instrumentów Chandry White i Lorella Angelini obserwowali ten obszar przez prawie 6 godzin, 24 sierpnia 2000 roku. Chandra ma rozdzielczość 0,5 sekundy łuku, co pozwala jej dokonywać obserwacji kilka razy ostrzejszych niż Einstein.

White i Angelini odkryli, że uważane dawniej za jedno źródło promieniowania X, jest w rzeczywistości dwoma, znajdującymi się w odległości 2,7 sekundy (a średnica Marsa widocznego z Ziemi to 5 sekund łuku). Nowe źródło promieniowania, które nazwali M15-X2 to prawdopodobnie gwiazda neutronowa krążąca wokół słabej niebieskiej gwiazdy.

Gromady kuliste, w których znajduje się niezliczone mnóstwo gwiazd, powinny zawierać kilka niskomasowych układów podwójnych. Fakt, że w żadnej gromadzie kulistej, nawet w masywnym M15, nigdy nie zaobserwowano więcej niż jednego układu, doprowadził naukowców do spekulowania, że układy te żyją krótko. Albo też gwiazdy neutronowe, które powstały podczas wybuchów supernowych, są wypychane z gromad kiedy formuje się gwiazda.

Obserwacje Chandry wyeliminowały potrzebę tworzenia takich wyszukanych scenariuszy. M15 ma co najmniej dwa układy podwójne, a możliwe że i w innych gromadach dzięki wysokiej rozdzielczości Chandry odkryte zostaną inne układy. W M15 jest jeszcze pulsar emitujący fale radiowe, który może być pozostałością niskomasowego układy podwójnego promieniowania X.

Teleskop rentgenowski Chandra został zbudowany przez Massachusetts Institute of Technology.

Autor

Anna Marszałek