Kunstnerens indtryk af en pulsar 'spiser' en ledsagerstjerne. Billedkredit: ESA Klik for større billede
ESAs integrerede rumobservatorium sammen med NASAs Rossi-røntgen-timing Explorer-rumfartøj har fundet en hurtigt roterende pulsar i processen med at fortære sin ledsager.
Denne konstatering understøtter teorien om, at de hurtigst roterende isolerede pulsarer får det hurtigt ved at kannibalisere en nærliggende stjerne. Gas, der rives fra ledsageren, brænder pulsars acceleration. Dette er den sjette pulsar, der er kendt i et sådant arrangement, og det repræsenterer en 'springbræt' i udviklingen af langsommere spinding binære pulsarer til hurtigere spinding isolerede pulsarer.
”Vi kommer til det punkt, hvor vi kan se på enhver hurtigt spundet, isoleret pulsar og sige,” Den fyr plejede at have en ledsager ”, sagde dr. Maurizio Falanga, der førte de integrale observationer, på kommissariatet? l’Energie Atomique (CEA) i Saclay, Frankrig.
‘Pulsars’ er roterende neutronstjerner, der skabes i stjernesexplosioner. De er resterne af stjerner, der engang var mindst otte gange mere massive end Solen. Disse stjerner indeholder stadig ca. massen af vores sol, der komprimeres til en sfære på kun ca. 20 kilometer på tværs.
Denne pulsar, kaldet IGR J00291 + 5934, hører til en kategori af 'røntgen-millisekund-pulsarer', som pulserer med røntgenlys flere hundrede gange i sekundet, en af de hurtigst kendte. Det har en periode på 1,67 millisekunder, som er meget mindre end de fleste andre pulsarer, der roterer hvert par sekunder.
Neutronstjerner fødes hurtigt og roterer i sammenbrud af massive stjerner. De bremser gradvist ned efter et par hundrede tusind år. Neutronstjerner i binære stjernesystemer kan imidlertid vende denne tendens og fremskynde med hjælp fra ledsagerstjernen.
For første gang nogensinde er denne fremskyndelse observeret under akten. ”Vi har nu direkte bevis for, at stjernen snurrer hurtigere, mens han kanibaliserer sin ledsager, noget, som ingen nogensinde har set før for et sådant system,” sagde dr. Lucien Kuiper fra det nederlandske institut for rumforskning (SRON) i Utrecht.
En neutronstjerne kan fjerne gas fra sin ledsagerstjerne i en proces kaldet 'akkretion'. Strømmen af gas til neutronstjernen får stjernen til at rotere hurtigere og hurtigere. Både gasstrømmen og dens nedbrud på neutronstjerneoverfladen frigiver meget energi i form af røntgen- og gammastråling.
Neutronstjerner har et så stærkt tyngdefelt, at lys, der passerer ved stjernen, ændrer sin retning med næsten 100 grader (til sammenligning afvises lys, der passerer ved solen, af en vinkel, der er 200 tusinder gange mindre). "Denne 'gravitationsbøjning' giver os mulighed for at se bagsiden af stjernen," påpeger professor Juri Poutanen fra University of Oulu, Finland.
”Dette objekt var omkring ti gange mere energisk end hvad der normalt ses for lignende kilder,” sagde Falanga. "Kun en slags monster udsender ved disse energier, som svarer til en temperatur på næsten en milliard grader."
Fra et tidligere integreret resultat udledte forskere, at fordi neutronstjernen har et stærkt magnetfelt, lades partikler fra dens ledsager langs magnetfeltlinjerne, indtil de smækker ned i neutronstjernes overflade ved en af dens magnetiske poler, og danner 'hot spots '. De meget høje temperaturer, som Integral har set, stammer fra dette meget varme plasma over accretionspladserne.
IGR J00291 + 5934 blev opdaget af Integral under en rutinemæssig scanning af himlen den 2. december 2004, i den ydre rækkevidde af vores Mælkevejsgalakse, da den pludselig blussede. Dagen efter klokede forskere nøjagtigt i neutronstjernen med Rossi X-ray Timing Explorer.
Rossi-observationer afslørede, at ledsageren allerede er en brøkdel af størrelsen af vores sol, måske så lille som 40 Jupiter-masser. Den binære bane er 2,5 timer lang (i modsætning til det år lange Jorden-Sol bane). Det fulde system er meget stramt; begge stjerner er så tæt, at de vil passe ind i solens radius. Disse detaljer understøtter teorien om, at de to stjerner er tæt nok til, at akkretion finder sted, og at ledsagerstjernen bliver cannibaliseret.
”Tiltrædelsen forventes at ophøre efter en milliard år eller deromkring,” sagde dr. Duncan Galloway fra Massachusetts Institute of Technology, USA, ansvarlig for Rossi-observationer. "Denne Integral-Rossi-opdagelse giver mere bevis på, hvordan pulsarer udvikler sig fra en fase til en anden - fra en oprindeligt langsomt spinding binær neutronstjerne, der udsender høje energier, til en hurtigt spinding isoleret pulsar, der udsender i radiobølgelængder."
Opdagelsen er den første af sin art for Integral (fire af de første fem hurtigt roterende røntgenpulser blev opdaget af Rossi). Dette bodes godt i den kombinerede søgning efter disse sjældne objekter. Integrals følsomme detektorer kan identificere relativt svage og fjerne kilder, og ved at vide, hvor de skal kigge, kan Rossi give timinginformation gennem en dedikeret observation, der strækker sig over hele den to-ugers periode af det typiske udbrud.
Originalkilde: ESA Portal
