A Katalán Műszaki Egyetem (UPC) csillagászati és asztrofizikai csoportja és a Kanári-szigeteki Asztrofizikai Intézet (IAC) munkatársai az Astrophysical Journal című szaklapban mutatták be eredményeiket, amelyek az ismeretek új útját nyitják meg az asztrofizika és a nukleáris fizika számos területén.

A gyakran pulzároknak nevezett neutroncsillagok maradványcsillagok, amelyek elértek életük végére, egy 10 és 30 naptömeg közötti csillag halálából maradnak vissza. Apró méretük ellenére – átmérőjük mintegy 20 kilométeres – a neutroncsillagoknak nagyobb tömegük van, mint a Napnak, tehát különösen sűrűek.

Az UPC kutatója, Manuel Linares és az IAC két munkatársa, Tariq Shahbaz és Jorge Casares csillagászok által vezetett kutatásban a szakértők a világ legnagyobb optikai és infravörös teleszkópja, a Gran Telescopio Canarias (GTC), a William Herschel Teleszkóp (WHT), az Isaac Newton Teleszkóp Csoport (ING) és az IAC-80 teleszkóp adataival dolgoztak, amelyeket kombináltak a sugárzó bináris csillagok dinamikus modelljével. Eredményeik szerint a 2011-ben felfedezett PSR J2215+5135 jelű csillag mintegy 2,3 naptömegével a jelenleg ismert több mint 2000 neutroncsillag közül a legnagyobb tömegű lehet.

NASA / IAC / G. Pérez-Díaz

A PSR J2215+5135 egy bináris rendszer része, amelyben két csillag kering egy közös központi tömeg között: a "normál" csillaghoz (mint amilyen a Nap) társul egy neutroncsillag. A másodlagos vagy társcsillagot erős sugárzás éri a neutroncsillagtól.

Minél nagyobb tömegű a neutroncsillag, annál gyorsabban mozog a társcsillag keringési pályáján. Az újszerű módszer hidrogén és magnézium színképvonalát használja a társcsillag mozgási sebességének meghatározásához. Ez a módszer alkalmazható a többi neutroncsillagra is. Az elmúlt tíz évben a NASA gammasugaras teleszkópja a PSR J2215+5135-höz hasonló tucatnyi pulzárt fedezett fel. Elméletben a módszer alkalmazható olyan fekete lyukak és fehér törpék tömegének megméréséhez is, amelyek hasonló bináris rendszerben léteznek, ahol fontos szerepe van a sugárzásnak.

A neutroncsillagok maximális tömege meghatározásának fontos következményei vannak az asztrofizika számos területén, például az atomfizikában. A nukleonok közötti, nagy sűrűségben fellépő kölcsönhatás a napjaink fizikájának egyik legnagyobb rejtélye. A neutroncsillagok természetes laboratóriumok, ahol az anyag elképzelhető legegzotikusabb és legsűrűbb állapotai figyelhetők meg.