Billedkredit: ESA
Ved hjælp af det rumbaserede XMM-Newton røntgenobservatoriums astronomer med Det Europæiske Rumfartsagentur har foretaget den første direkte måling af en neutronstjernes magnetfelt. En neutronstjerne er et meget tæt objekt med massen af en stor stjerne pakket ind i en radius på kun 20-30 km, og de blev forudsagt at have meget stærke magnetfelter, der fungerede som en bremse, hvilket bremsede deres rotation. Men efter at have observeret en neutronstjerne kaldet 1E1207.4-5209 i over 72 timer med XMM, opdagede astronomerne, at den var 30 gange svagere, end de forudsagde. Hvad der får disse genstande til at aftage, er endnu en gang et mysterium.
Ved hjælp af den overlegne følsomhed fra ESAs røntgenobservatorium, XMM-Newton, har et team af europæiske astronomer foretaget den første direkte måling af en neutronstjernes magnetfelt.
Resultaterne giver dyb indsigt i neutronstjernes ekstreme fysik og afslører et nyt mysterium, der endnu ikke er løst om slutningen af denne stjernes liv.
En neutronstjerne er meget tæt himmelobjekt, der normalt har noget som massen af vores sol pakket ind i en lille sfære kun 20-30 km over. Det er produktet af en stellar eksplosion, kendt som en supernova, hvor det meste af stjernen sprænges ud i rummet, men dets kollapsede hjerte forbliver i form af en supertæt, varm kugle af neutroner, der roterer i en utrolig hastighed.
På trods af at de er en velkendt klasse af genstande, forbliver individuelle neutronstjerner selv mystiske. Neutronstjerner er ekstremt varme, når de fødes, men køler meget hurtigt ned. Derfor udsender kun få af dem meget energisk stråling, såsom røntgenstråler. Derfor studeres de traditionelt via deres radioemissioner, som er mindre energiske end røntgenstråler, og som normalt ser ud til at pulsere og slukke. Derfor kan de få neutronstjerner, der er varme nok til at udsende røntgenbilleder, ses af røntgen-teleskoper, såsom ESAs XMM-Newton.
En sådan neutronstjerne er 1E1207.4-5209. Ved hjælp af den længste nogensinde XMM-Newton-observation af en galaktisk kilde (72 timer) har professor Giovanni Bignami fra Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) og hans team direkte målt styrken på dets magnetfelt. Dette gør det til den første isolerede neutronstjerne nogensinde, hvor dette kunne opnås.
Alle tidligere værdier af neutronstjernemagnetiske felter kunne kun estimeres indirekte. Dette gøres ved teoretiske antagelser baseret på modeller, der beskriver tyngdepunktets sammenbrud af massive stjerner, ligesom dem, der fører til dannelsen af neutronstjerner. En anden indirekte metode er at estimere magnetfeltet ved at studere, hvordan neutronstjernens rotation bremses ved hjælp af radioastronomidata.
I tilfælde af 1E1207.4-5209 afslører denne direkte måling ved hjælp af XMM-Newton, at neutronstjernens magnetfelt er 30 gange svagere end forudsigelser baseret på de indirekte metoder.
Hvordan kan dette forklares? Astronomer kan måle den hastighed, hvormed individuelle neutronstjerner decelererer. De har altid antaget, at 'friktion' mellem dets magnetfelt og dets omgivelser var årsagen. I dette tilfælde er den eneste konklusion, at noget andet trækker på neutronstjernen, men hvad? Vi kan spekulere i, at det kan være en lille disk med supernova-affald, der omgiver neutronstjernen, hvilket skaber en ekstra trækfaktor.
Resultatet rejser spørgsmålet om, hvorvidt 1E1207.4-5209 er unik blandt neutronstjerner, eller er det den første af sin art. Astronomerne håber at målrette andre neutronstjerner med XMM-Newton for at finde ud af det.
Bemærk til redaktører
Røntgenstråler udsendt af en neutronstjerne som 1E1207.4-5209, skal passere gennem neutronstjernens magnetfelt, før de slipper ud i rummet. Undervejs kan partikler i stjernens magnetfelt stjæle nogle af de udgående røntgenstråler og bibringe deres spektrum fortællingsmærker, kendt som 'cyclotronresonansabsorptionslinjer'. Det er dette fingeraftryk, der gjorde det muligt for prof. Bignami og hans team at måle styrken af neutronstjernens magnetfelt.
Original kilde: ESA News Release
