Eta Carinae, gwiazda podwójna w konstelacji Kila na niebie południowym, od dawna sprawiała kłopoty – w XIX wieku wybuchła, stając się na chwilę drugą pod względem jasności gwiazdą na niebie, ale przyczyny tego zdarzenia nie wyjaśniono. W dodatku, jako gwiazda podwójna, jej jasność zmieniała się dosyć regularnie, utrudniając pracę, a zarazem czyniąc ją jeszcze ciekawszą, dawnym astronomom próbującym klasyfikować gwiazdy. Niedawno zaś okazało się, że Eta Carinae, jako bardzo masywny układ o łącznej masie ok. 120 mas Słońca, prawdopodobnie przyspiesza cząsteczki prawie do prędkości światła, wytwarzając w ten sposób promieniowanie kosmiczne.

Wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne docierające do Ziemi musi pochodzić spoza Układu Słonecznego. Na ogół jednak jego cząsteczki posiadają ładunek elektryczny, co praktycznie uniemożliwia wytropienie ich pochodzenia – zbyt często zmieniają swój tor ruchu przez wszechobecne pola magnetyczne innych obiektów.

Zdjęcie przedstawia mgławicę Homunculus z gwiazdą Eta Carinae pośrodku.

Obie gwiazdy układu Eta Carinae charakteryzują się silnymi wiatrami gwiazdowymi. Te z kolei zderzają się ze sobą, a sposób w jaki to się dzieje zmienia się w trakcie ich ruchu orbitalnego. Wywołuje to okresowe zmiany w wysyłanym promieniowaniu rentgenowskim o niskiej energii. Obserwacje tego zjawiska prowadziły różne teleskopy naziemne przez ostatnie dwie dekady. Jednocześnie teleskop Fermiego rejestrował podobne zmiany w promieniach gamma, ale ich rozdzielczość była zbyt niska aby mogły wnieść do badań cokolwiek nowego.

Kiedy wystartował program NuSTAR (ang. Nuclear Spectroscopic Telescope Array) sytuacja się zmieniła – teleskop ten może obserwować w zakresie promieniowania X o znacznie wyższych energiach, niż inne dostępne teleskopy. To promieniowanie rentgenowskie ma cykl podobny do niskoenergetycznego, ale jego pochodzenia nie da się wyjaśnić przez zderzające się wiatry gwiazdowe. Jego energia wynosi około 30 tysięcy eV, co jest wartością trzykrotnie większą niż ta, którą same wiatry gwiazdowe mogłyby wyprodukować. Dla porównania – energia światła widzialnego wynosi ok. 2-3 eV.

Różne kolory reprezentują różne energie promieniowania: czerwony: 300 – 1,000 eV, zielony: 1,000 – 3,000 eV, niebieski: 3,000 – 10,000 eV. Zielone kontury symbolizują obserwacje promieniowania o ok 30,000 eV przez NuSTAR.

Obserwowane zmiany w wysokoenergetycznym promieniowaniu X wraz z promieniowaniem gamma, jak tłumaczy zespół badaczy z NASA, mogą być spowodowane przez elektrony przyspieszane przez fale uderzeniowe na granicy wiatrów gwiazdowych. Fotony z układu podwójnego wchodzą w kontakt z tymi elektronami, co powoduje emisję obserwowanego promieniowania, a przyspieszone elektrony lub inne cząsteczki tworzą część dochodzącego do Ziemi promieniowania kosmicznego.

Misja NuSTAR jest prowadzona przez Caltech dla NASA, jako część programu Small Explorer (SMEX). Został wyniesiony na orbitę w 2012 i od tego czasu przeczesuje niebo w wysokoenergetycznym spektrum promieni rentgenowskich oraz promieni gamma. Za jego główne zadania uznaje się mapowanie nieba, w szczególności aby uwidocznić czarne dziury i pozostałości po supernowych; ma także obserwować heliosferę Słońca.

Source :

NASA

Autor

Aleksandra Bochenek