Τι είναι ένας υπερμεγέθης αστέρας νετρονίων;

Σε μια πρόσφατη μελέτη από ερευνητές της NASA σε δεδομένα του τηλεσκοπίου Compton, που παρατηρεί το Σύμπαν στις ακτίνες γ, βρέθηκε ότι από τις 700 εκλάμψεις ακτίνων γ που είχε εντοπίσει ο ανιχνευτής κατά την αποστολή του, στις δύο μπορούσε να εντοπιστεί επιπροσθέτως η ύπαρξη ενός “εξωτικού” είδους αντικειμένου με αξιοσημείωτες ιδιότητες. Συγκεκριμένα, πρόκειται για βραχύβια αντικείμενα με μάζα που ξεπερνάει τη μάζα των μεγαλύτερων αστέρων νετρονίων που έχουν παρατηρηθεί ως τώρα (~2.2 ηλιακές μάζες), κατά περίπου 20%. Ταυτόχρονα, μοιράζονται κάποια κοινά χαρακτηριστικά με τους τυπικούς αστέρες νετρονίων, όπως η ταχύτατη περιστροφή γύρω από τον άξονά τους και οι (σχετικά) πολύ μικρές διαστάσεις. 

Τα αντικείμενα αυτά τελικά ονομάστηκαν  από την επιστημονική κοινότητα υπερμεγέθεις αστέρες νετρονίων (superheavy neutron stars) και είναι πλέον ευρέως αποδεκτό πως η δημιουργία τους,  όπως και η παραγωγή εκλάμψεων ακτίνων γ μέσω των οποίων ανακαλύφθηκαν, είναι το αποτέλεσμα της βίαιης σύγκρουσης δύο αστέρων νετρονίων. Η διαδικασία του να έρθουν κοντά οι τελευταίοι, και να δημιουργήσουν έναν υπερμεγέθη αστέρα νετρονίων, χρειάζεται εκατομμύρια χρόνια για να ολοκληρωθεί.

Ας δούμε βήμα προς βήμα τον τρόπο παραγωγής ενός τέτοιου αντικειμένου. Για αρχή, οι αστέρες νετρονίων, οι προγεννήτορες των υπερμεγεθών αστέρων νετρονίων, αποτελούν ένα από τα δύο πιθανά τελικά στάδια της ζωής αστεριών λίγο μεγαλύτερων του Ήλιου. Στην περίπτωση όμως που έχουμε ένα διπλό σύστημα αστέρων νετρονίων, η περιφορά των αστέρων γύρω από το κοινό κέντρο μάζας τους έχει ως συνέπεια την έκλυση ενέργειας από το σύστημα με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων και κατά συνέπεια τη σταδιακή ελάττωση της απόστασης μεταξύ των αστέρων. Αργά αλλά σταθερά, η διαδικασία αυτή οδηγεί σε βάθος εκατομμυρίων χρόνων στη βίαιη σύγκρουση των αστέρων, στην παραγωγή μιας έκλαμψη ακτίνων γ και στη συγχώνευση των αστέρων νετρονίων σε μια μελανή οπή.

Υπό ορισμένες συνθήκες όμως, υπάρχει άλλο ένα ενδιάμεσο στάδιο στη ζωή του διπλού αυτού συστήματος. Στην περίπτωση που το άθροισμα της μάζας των αστέρων νετρονίων βρίσκεται μεταξύ κάποιων συγκεκριμένων ορίων, αντί για μια μελανή οπή, η συγχώνευσή τους θα οδηγήσει στη δημιουργία ενός νέου σώματος: του υπερμεγέθους αστέρα νετρονίων. Πρόκειται για μια εξαιρετικά ασταθή δομή η οποία καταφέρνει να διατηρεί την υπόσταση της λόγω των φυγόκεντρων δυνάμεων που δημιουργούνται από την ταχύτατη περιστροφή της. Αυτή ακριβώς η ταχύτητα, μέσω της φυγόκεντρου, της επιτρέπει να αντιστέκεται στο ίδιο της το -πανίσχυρο- βαρυτικό  πεδίο για μερικά δέκατα του δευτερολέπτου, πριν τελικά καταρρεύσει αστραπιαία σε μια μελανή οπή, που αποτελεί και το τελικό εξελικτικό στάδιο του συστήματος.

Με τη βοήθεια των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων τρίτης γενιάς που υπολογίζεται να εγκαινιαστούν μέσα στις επόμενες δεκαετίες, ελπίζουμε να ανακαλύψουμε περισσότερες λεπτομέρειες για τα μυστηριώδη αυτά αντικείμενα.