Billedkredit: NASA
Et team af astronomer var heldige nok til at observere den sjældne begivenhed, hvor en neutronstjerne blev til et magnetisk objekt kaldet en magnetar. En normal neutronstjerne er den hurtigt roterende rest af en stjerne, der gik supernova; de besidder typisk et meget stærkt magnetfelt. En magnetar ligner, men den har et magnetfelt, der er op til 1.000 gange så stærk som en neutronstjerne. Denne nye opdagelse kunne indikere, at magnetar er mere almindelige i universet end tidligere antaget.
I en heldig observation siger forskere, at de har opdaget en neutronstjerne ved at ændre sig til en sjælden klasse af ekstremt magnetiske genstande kaldet magnetar. En sådan begivenhed har aldrig været vidne til endeligt. Denne opdagelse markerer kun den tiende bekræftede magnetar, der nogensinde er fundet, og den første kortvarige magnetar.
Dette objekts forbigående art, opdaget i juli 2003 med NASAs Rossi X-ray Timing Explorer, kan i sidste ende udfylde vigtige huller i neutronstjerneudvikling. Dr. Alaa Ibrahim fra George Washington University og NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Præsenterer dette resultat i dag på mødet med American Astronomical Society i Atlanta.
En neutronstjerne er kerneresterne af en stjerne mindst otte gange mere massiv end Solen, der eksploderede i en supernova-begivenhed. Neutronstjerner er yderst kompakte, stærkt magnetiske, hurtigt spændende genstande med ca. en sols værdi af masse, der er komprimeret til en sfære, der er cirka ti miles i diameter.
En magnetar er op til tusind gange mere magnetisk end almindelige neutronstjerner. Ved hundrede billioner (10 ^ 14) Gauss er de så magnetiske, at de kunne fjerne et kreditkort rent i en afstand af 100.000 miles. Jordens magnetfelt er til sammenligning omkring 0,5 Gauss, og en stærk køleskabsmagnet er omkring 100 Gauss. Magneter er lysere i røntgenstråler, end de er i synligt lys, og de er de eneste kendte stjerner, der overvejende skinner af magnetisk kraft.
Observationen, der præsenteres i dag, understøtter teorien om, at nogle neutronstjerner er født med disse ultrahøj magnetiske felter, men de kan være i starten for svage til at se og måle. Med tiden virker disse magnetfelter imidlertid til at bremse neutronstjernes spin. Denne handling med at bremse frigiver energi, hvilket gør stjernen lysere. Yderligere forstyrrelser i stjernens magnetfelt og skorpe kan gøre den lysere endnu, hvilket fører til måling af dets magnetfelt. Den nyligt opdagede stjerne, dim så nylig som for et år siden, hedder XTE J1810-197.
”Opdagelsen af denne kilde kom med tilladelse fra en anden magnetar, som vi overvågede, ved navn SGR 1806-20,” sagde Ibrahim. Han og hans kolleger opdagede XTE J1810-197 med Rossi Explorer om en grad nordøst for SGR 1806-20 inden for Mælkevejen galaksen omkring 15.000 lysår væk i stjernebilledet Skytten.
Forskere pegede på kildens placering med NASAs Chandra røntgenobservatorium, som giver en mere nøjagtig placering end Rossi. Ved at tjekke arkivdata fra Rossi Explorer, vurderede Dr. Craig Markwardt fra NASA Goddard, at XTE J1810-197 blev aktiv (det vil sige 100 gange lysere end før) omkring januar 2003. Ser endnu længere tilbage med arkiverede data fra ASCA og ROSAT, to nedlagte internationale satellitter, kunne teamet opdage XTE J1810-197 som en meget svag, isoleret neutronstjerne allerede i 1990. Derfor opstod XTE J1810-197's historie.
Den inaktive tilstand XTE J1810-197, sagde Ibrahim, svarede til den for andre forvirrende objekter kaldet Compact Central Objects (CCOs) og Dim Isolated Neutron Stars (DINSs). Disse objekter antages at være neutronstjerner skabt i hjertet af stjerneeksplosioner, og nogle bor stadig der, men de er for svage til at studere i detaljer.
Et mærke ved en neutronstjerne er dens magnetfelt. Men for at måle dette er forskere nødt til at kende neutronstjernes spinperiode og hastigheden for, at den bremser, kaldet “spin down”. Når XTE J1810-197 lyste op, kunne teamet måle sin spin (1 omdrejning pr. 5 sekunder, typisk for magnetar), dens spin down og dermed dens magnetiske feltstyrke (300 billioner Gauss).
I alfabetssuppen af neutronstjerner findes der også anomale røntgenpulsarer (AXP'er) og bløde gamma-ray-repeatere (SGR'er). Begge disse anses nu for at være den samme type objekter, magnetar; og en anden præsentation på dagens møde af Dr. Peter Woods et al. understøtter denne forbindelse. Disse genstande bryder med jævne mellemrum, men uforudsigeligt ud med røntgen- og gammastrålelys. CCO'er og DINS'er ser ikke ud til at have en lignende aktiv tilstand.
Selvom konceptet stadig er spekulativt, kan der opstå et evolutionært mønster, sagde Ibrahim. Den samme neutronstjerne, udstyret med et ultrahøj magnetfelt, kan passere gennem hver af disse fire faser i løbet af dens levetid. Den rette orden forbliver imidlertid uklar. ”Drøftelse af et sådant mønster er dukket op i det videnskabelige samfund i de senere år, og XTE J1810-197s forbigående karakter giver det første håndgribelige bevis til fordel for et sådant slægtskab,” sagde Ibrahim. "Med et par flere eksempler på stjerner, der viser en lignende tendens, kan et magnetar-slægtstræ opstå."
”Observationen indebærer, at magnetar kunne være mere almindelige end hvad der ses, men findes i en langvarig svag tilstand,” sagde teammedlem Dr. Jean Swank fra NASA Goddard.
”Magneter synes nu at være i en evigvarende karnevaltilstand; SGR'er bliver til AXP'er, og AXP'er kan begynde at opføre sig som SGR'er når som helst og uden advarsel, ”sagde teammedlem Dr. Chryssa Kouveliotou fra NASA Marshall, der modtager Rossi-prisen på AAS-mødet for sit arbejde med magnetarer. "Det, der startede med et par ulige kilder, kan snart bevises at omfatte et stort antal objekter i vores Galaxy."
Yderligere understøttende data kom fra det interplanetære netværk og det russisk-tyrkiske optiske teleskop. Ibrahims kolleger om denne observation inkluderer også Dr. William Parke fra George Washington University; Drs. Scott Ransom, Mallory Roberts og Vicky Kaspi fra McGill University; Dr. Peter Woods fra NASA Marshall; Dr. Samar Safi-Harb fra University of Manitoba; Dr. Solen Balman fra Mellemøsten tekniske universitet i Ankara; og Dr. Kevin Hurley fra University of California i Berkeley. Drs. Eric Gotthelf og Jules Halpern fra Columbia University leverede vigtige data fra Chandra.
Original kilde: NASA News Release
