Billedkredit: Chandra
Astronomer, der bruger Australia Telescope Compact Array, har fundet en hurtigt drejende neutronstjerne, der udstråler stråler af materiale med næsten lysets hastighed. Stråler som denne er kun blevet set tidligere komme ud af sorte huller, og denne opdagelse udfordrer teorien om, at kun miljøet omkring et sort hul kan være så energisk. Astronomerne studerede Circinus X-1, et objekt beliggende ca. 20.000 lysår væk, som er en lys kilde til røntgenstråler. De ved, at det er en neutronstjerne, men den har også disse usædvanlige egenskaber.
Forskere, der bruger CSIROs Australia TelescopeCompact Array, et radiosynteseteleskop i New South Wales, Australien, har set en neutronstjerne udspytte en stråle af stof meget tæt på lysets hastighed. Dette er første gang, at en så hurtig jet ses fra andet end et sort hul.
Opdagelsen, der blev rapporteret i denne uges nummer af Nature, udfordrer tanken om, at kun sorte huller kan skabe de nødvendige betingelser for at accelerere partikler jetfly til ekstreme hastigheder.
”At fremstille jetfly er en grundlæggende kosmisk proces, men en, der stadig ikke er godt forstået, selv efter årtiers arbejde”, siger teamleder Dr. Rob Fender fra Amsterdam-universitetet.
"Det, vi har set, skal hjælpe os med at forstå, hvor meget større genstande, såsom massive sorte huller, kan producere jetfly, som vi kan se halvvejs over hele universet."
Forskerne fra Holland, Storbritannien og Australien studerede Circinus X-1, en lys og variabel kilde til kosmiske røntgenstråler i en treårsperiode.
Circinus X-1 ligger inde i vores Galaxy, omkring 20 000 lysår fra Jorden, i stjernebilledet Circinus nær Sydkorset.
Den består af to stjerner: en 'almindelig' stjerne, sandsynligvis ca. 3 til 5 gange massen af vores Sol, og en lille kompakt ledsager.
”Vi ved, at ledsageren er en neutronstjerne fra den slags røntgenudbrud, det er blevet set at give af,” siger teammedlem Dr. Helen Johnston fra University of Sydney.
”Disse røntgenudbrud er et tegn på en stjerne, der har en overflade. Et sort hul har ikke en overflade. Så ledsageren skal være en neutronstjerne. ”
En neutronstjerne er en komprimeret, meget tæt kugle af stof, der dannes, når en gigantisk stjerne eksploderer, efter at dens nukleare brændstof er løbet tør. I hierarkiet med ekstreme objekter i universet er det kun et skridt væk fra et sort hul.
De to stjerner i Circinus X-1 interagerer med neutronstjernens tyngdekraft, der trækker materien fra den større stjerne ned på neutronstjernes overflade.
Denne 'accretion'-proces genererer røntgenstråler. Styrken af røntgenemissionen varierer med tiden, hvilket viser, at de to stjerner i Circinus X-1 rejser rundt om hinanden i en meget langstrakt bane med en periode på 17 dage.
”På deres nærmeste tidspunkt er de to stjerner næsten rørende,” siger Dr. Johnston.
Siden 1970'erne har astronomer vidst, at Circinus X-1 producerer radiobølger såvel som røntgenstråler. En stor 'tåge' af radioemission ligger omkring røntgenkilden. Inden i tågen ligger den ny fundne stråle af radioemitterende materiale.
Det menes, at jetstråler kommer frem, ikke fra sorte huller i sig selv, men fra deres 'tiltrædelsesdisk' - bæltet af afskårne stjerner og gas, som et sort hul trækker ind mod det.
I Circinus X-1 er det sandsynligt, at tiltrædelsesdisken varierer med 17-dages cyklus og er på sit mest intense, når stjernerne er på deres nærmeste punkt i bane.
Strålen fra Circinus X-1 kører med 99,8% af lysets hastighed. Dette er den hurtigste udstrømning set fra ethvert objekt i vores Galaxy, og svarer til det fra de hurtigste jetfly, der skydes ud af andre komplette galakser. I disse galakser kommer jetflyene fra supermassive sorte huller, millioner eller milliarder gange solens masse, der ligger i galaksernes centre.
Uanset hvilken proces der fremskyndes for jetstråler til nær lysets hastighed, er det ikke afhængigt af et sort huls særlige egenskaber.
"Nøgleprocessen skal være en fælles for både sorte huller og neutronstjerner, såsom akkretionsstrøm," siger Dr. Kinwah Wu fra Unversity College London, UK.
Original kilde: CSIRO News Release
