Astronomer har opdaget et sjældent mønster i røntgenstråler, der kommer fra et neutronstjernesystem ikke mere end 16.300 lysår væk.
Dette stjernesystem, MAXI J1621−501, dukkede først op den 9. oktober 2017 i data fra Swift / XRT Deep Galactic Plane Survey som et ulige punkt i rummet, der uforudsigeligt blinker med røntgenstråler. Det var et tegn, skrev forskere i en ny artikel, om et binært system, der indeholdt både en normal stjerne og enten en neutronstjerne eller sort hul. Både neutronstjerner og sorte huller kan skabe uforudsigelige røntgenmønstre, når de absorberer stof fra deres ledsagende stjerner, men på meget forskellige måder.
I sorte huller, som Live Science tidligere har rapporteret, kommer røntgenstrålerne fra stof, der accelererer til ekstreme hastigheder og genererer enorm friktion, når det falder mod tyngdekraften. I neutronstjerner - superdense lig af gigantiske stjerner, der eksploderede, men ikke er kollapset til singulariteter - kommer røntgenstrålerne fra termonukleære eksplosioner på deres ydre skorpe. Noget får atomerne til at smelte sammen på de yderste dele af disse mærkelige stjerner, hvilket frigiver enorme energier, der normalt kun findes dybt inde i stjerner (såvel som i kernerne af kraftige brintbomber). En del af denne energi slipper ud som røntgenlys.
Da materie fra en normal stjerne smadrer ind i en supertiny, superheavy neutronstjerne, skaber disse termonukleære eksplosioner svampeskyer lyse nok til at se med røntgen-teleskoper. Forfatterne af denne nye artikel, der blev frigivet online 13. august i preprint-tidsskriftet arXiv, viser, at røntgenudbrud fra MAXI J1621−501 kommer fra termonukleære eksplosioner på overfladen af duoens neutronstjerne - og at lyset fra disse termonukleære eksplosioner følger et mønster, der gentages omtrent hver 78 dag.
Kilden til dette mønster er ikke helt klar. Forskere har kun fundet omkring 30 andre lys i rummet, der flimrer på denne måde, skrev forskerne. De refererer til mønstre som denne som "superorbital perioder." Det skyldes, at mønsteret følger en cyklus, der varer meget længere end de binære stjerners bane omkring hinanden, hvilket i tilfælde af MAXI J1621−501 tager kun 3 til 20 timer.
Forfatterne skrev den bedste forklaring på denne 78-dages periode fra et papir, der blev offentliggjort i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i 1999. Neutronstjerner i binære systemer som denne, forfatterne skrev, er omgivet af hvirvlende skyer af materiale, der suges af den almindelige stjerne og mod neutronstjernen, hvilket skaber et spinnende, gassy nederdel kaldet en akkretionsskive.
En simpel model af disse skyskiver antyder, at de altid er rettet i én retning - de ville ligne de ringe, der cirkler Saturn, hvis du skulle følge planeten rundt i rummet og stirre kantet på ringene. I denne model ville du aldrig se nogen ændring i røntgenlyset, fordi du altid vil stirre på det samme sted på beskyttelsesdisken mellem dig og neutronstjernen. Den eneste ændring af lyset ville komme fra ændringer i selve de termonukleære eksplosioner.
Men virkeligheden er mere kompliceret. Det, der sandsynligvis sker, skrev forfatterne, er, at den hvirvlende disk omkring neutronstjernen i dette binære system vingler ud fra Jords perspektiv, som en top der skal vælte. Undertiden lægger vuggen mere disk mellem neutronstjernen og Jorden, nogle gange mindre. Vi kan ikke se selve disken. Men hvis den wobble sker, og den får disken til at krydse mellem os og stjernen hver 78 dag, ville det skabe det mønster astronomer har observeret.
Astronomer så MAXI J1621−501 i 15 måneder efter opdagelsen i 2017, skrev forskerne, og så mønsteret gentage seks gange. Det gentog sig ikke perfekt, og der var andre, mindre dypper i røntgenlyset. Men den slingrende disk forbliver langt og væk den bedst mulige forklaring på dette underlige røntgenmønster i rummet.
