Cassiopeian tähdistössä oleva neutronitähti Cassiopeia A on hyvin ohuen, noin sentin paksuisen, hiiliatomeista koostuvan kaasukerroksen peitossa. Tähän päätyivät tähtitieteilijät Wynn Ho ja Craig Heinke sovitettuaan kohteen röntgensäteilyn mittausaineistoa erilaisiin malleihin.
Cassiopeia A:n neutronitähden synty havaittiin todennäköisesti vuonna 1680 joten nykyisin havaittava kohde on noin 330 vuoden ikäinen. Se sijaitsee linnunradassa 11 600 valovuoden päässä ja on yksi eniten tutkituista pulsareista eli nopeasti pyörivistä, voimakasta säteilyä lähettävistä neutronitähdistä.
Kohdetta ympäröi edelleen melko tiheä kaasu- ja pölypilvi, joten keskuskappaleen erottaminen on vaikeaa. Se paikannettiin vasta vuonna 1999 ja sen täsmällinen luokittelu on osoittautunut vaikeaksi.
Neutronitähdet syntyvät tähden räjähtäessä elinkaarensa lopussa. Osa materiaalista lentää ulos, osa luhistuu kasaan erittäin tiiviiksi neutronimassaksi. Näiden tähtien massa on auringon luokkaa mutta halkaisija on vain noin kymmenen kilometriä.
Neutronitähtien pinnalla saattaa olla hyvin ohut kaasukehä, jonka koostumus riippuu tähden iästä ja kehityshistoriasta. Kun tähdellä on 10 000-100 000 vuotta ikää, pintakerroksessa on todennäköisesti vetyä tai heliumia. Neutronitähti jäähtyy hitaasti ajan mukana ja yli 100 000 vuoden ikäisten pinnalle saattaa syntyä raskaampien atomien kerros.
Vastasyntyneiden neutronitähtien pinnan tilanne tunnetaan huonommin. Niiden pinnalla voi olla alkuaineita hapesta rautaan, riippuen siitä mitä räjähtäneen tähden kerroksia putoaa takaisin syntymässä olevan neutronitähden pintaan. Kevyempiäkin alkuaineita saattaa pintakerrokseen jäädä.
Ho ja Heinke käyttivät hyväkseen kahta pitkää mittaussarjaa, jotka on tehty NASAn Chandra-röntgensatelliitilla. Vuonna 2004 Cassiopeia A:n röntgensäteilyn spektriä mitattiin 277 tunnin ajan ja vuonna 2006 19 tunnin ajan. Saatuja spektrejä sovitettiin erilaisiin malleihin, joissa tähden pinnalla oletettiin olevan puhdasta vetyä, heliumia, hiiltä, happea tai typpeä tai sitten siinä ei ollut erillistä kerrosta ollenkaan. Tähden koko pidettiin kiinteänä: massaksi oletettiin 1,4 auringon massaa ja halkaisijaksi 10 kilometriä.
Vety-, helium- ja hiilikerros sopivat mittauksiin kohtuullisesti, mutta vety ja helium olisivat edellyttäneet että tähden säteilevä pinta-ala olisi ollut selvästi pienempi kuin 10 kilometrin pallolla. Se olisi selitettävissä jos neutronitähden pinnalla olisi joitain erityisen kirkkaita kohtia, mutta tätä ei pidetä uskottavana.
Parhaiten havaintoja vastasi ohuen hiilikerroksen peittämä tähti. Tutkijat saavat Cassiopeia A:n neutronitähden kooksi 1,4 auringon massaa, halkaisijaksi 12-15 kilometriä ja pintalämpötilaksi on 1,8 miljoonaa astetta. Tähden magneettikenttä on melko heikko.
(YLE tiede, Nature)
YLEn tiedeuutiset ovat suomalaista tiedettä ja tiede-elämää seuraava uutispalvelu, joka kattaa myös tärkeimmät ulkomaiset tapahtumat.
Uudistettu palvelu korvaa Teeman sivuilla aiemmin olleet tiedeuutiset.
Uutisvinkit ja kommentit: tiedeuutiset@yle.fi
