Astronomer har opdaget en hurtigt spinnende pulsar med et kraftfuldt magnetfelt - kaldet en magnetar - der demonstrerer nogle helt nye tricks. Opdagerne mener, at magnetfeltet omkring stjernen vrider sig og får enorme elektriske strømme til at strømme - disse strømme genererer radioimpulser.
Astronomer, der bruger radioteleskoper fra hele verden, har opdaget en roterende neutronstjerne med et supermægtigt magnetfelt - kaldet en magnetar - der gør ting, som ingen magnet har set før. Den mærkelige opførsel har tvunget dem til at skrabe tidligere teorier om radiopulsarer og lover at give ny indsigt i fysikken bag disse ekstreme genstande.
Magneten, cirka 10.000 lysår fra Jorden i retning af stjernebilledet Skytten, udsender kraftige, regelmæssigt tidsindstillede pulser af radiobølger, ligesom radiopulsarer, som er neutronstjerner med langt mindre intense magnetfelter. Normalt er magnetarer kun synlige i røntgenstråler og undertiden meget svagt i optisk og infrarødt lys.
”Ingen har nogensinde fundet radioimpulser fra en magnetar før. Vi troede, at magnetar ikke gjorde dette, ”sagde Fernando Camilo fra Columbia University. "Dette objekt vil lære os nye ting om magnetfysik, som vi aldrig ville have lært andet," tilføjede Camilo.
Neutronstjerner er resterne af massive stjerner, der har eksploderet som supernovaer. Med mere masse end solen komprimeres de til en diameter på kun ca. 15 miles, hvilket gør dem lige så tæt som atomkerner. Almindelige pulsarer er neutronstjerner, der udsender "fyrbjælker" af radiobølger langs polerne i deres magnetiske felter. Når stjernen drejer, kastes strålen af radiobølger rundt, og når den passerer Jordens retning, kan astronomer registrere det med radioteleskoper.
Forskere har fundet omkring 1700 pulsarer siden deres første opdagelse i 1967. Mens pulsarer har stærke magnetiske felter, er omkring et dusin neutronstjerner blevet døbt magnetar, fordi deres magnetiske felter er 100-1.000 gange stærkere end dem for typiske pulsarer. Det er forfaldet af disse utroligt stærke felter, der driver deres mærkelige røntgenemission.
"Magnetfeltet fra en magnetar ville få et flyselskab til at dreje rundt og pege nord hurtigere end en kompasnål bevæger sig på Jorden," sagde David Helfand fra Columbia University. En magnetars felt er 1.000 billioner gange stærkere end Jordens, påpegede Helfand.
Den nye genstand - navngivet XTE J1810-197 - blev først opdaget af NASAs Rossi X-ray Timing Explorer, da den udsendte et stærkt udbrud af røntgenstråler i 2003. Mens røntgenstrålerne falmede i 2004, Jules Halpern fra Columbia University og samarbejdspartnere identificerede magneten som en radiobølgesender ved hjælp af National Science Foundation (NSF) Very Large Array (VLA) radioteleskop i New Mexico. Enhver radioemission er meget usædvanlig for en magnet.
Da det ikke var blevet set, at magnetarer udsendte radiobølger regelmæssigt, antog forskerne, at radioemissionen var forårsaget af en sky af partikler, der blev kastet ud af neutronstjernen på tidspunktet for dens røntgenudbrud, en idé, de snart ville indse, var forkert.
Med viden om, at magnetaren udsendte en form for radiobølger, observerede Camilo og hans kolleger det med Parkes radioteleskop i Australien i marts og opdagede straks forbløffende stærke radiopulsationer hvert 5,5 sekund, svarende til den tidligere bestemte rotationshastighed for neutronstjernen .
Da de fortsatte med at observere XTE J1810-197, fik forskerne flere overraskelser. Mens de fleste pulsarer bliver svagere ved højere radiofrekvenser, er XTE J1810-197 ikke, hvilket forbliver en stærk emitter ved frekvenser op til 140 GHz, den højeste frekvens, der nogensinde er registreret fra en radiopulsar. Derudover, i modsætning til normale pulsarer, svinger objektets radioemission i styrke fra dag til dag, og formen på pulsationerne ændres også. Disse variationer antyder sandsynligvis, at magnetfelterne omkring pulsaren også ændrer sig.
Hvad forårsager denne opførsel? I øjeblikket tror forskerne, at magnetens intense magnetfelt vrider sig, hvilket forårsager ændringer i de steder, hvor enorme elektriske strømme strømmer langs magnetfeltlinjerne. Disse strømme genererer sandsynligvis radiopulsationer.
”For at løse dette mysterium fortsætter vi med at overvåge dette skøre objekt med så mange teleskoper, som vi kan få vores hænder på og så ofte som muligt. Forhåbentlig vil det at se alle disse ændringer med tiden give os en dybere forståelse af, hvad der virkelig sker i dette meget ekstreme miljø, ”sagde teammedlem Scott Ransom fra National Radio Astronomy Observatory.
Fordi de forventer, at XTE J1810-197 vil falme ved alle bølgelængder, inklusive radioen, har forskerne også observeret det med NSFs Robert C. Byrd Green Bank-teleskop og Very Long Baseline Array (VLBA), Parkes og Australia Telescope Compact Array i Australien, IRAM-teleskopet i Spanien og Nancay-observatoriet i Frankrig. John Reynolds og John Sakissian fra Parkes Observatory, Neil Zimmerman fra Columbia University og Juan Penalver og Aris Karastergiou fra IRAM er også medlemmer af forskerteamet. Forskerne rapporterede deres oprindelige fund i 24. august-udgaven af det videnskabelige tidsskrift Nature.
National Radio Astronomy Observatory er en facilitet fra National Science Foundation, der drives under samarbejdsaftale af Associated Universities, Inc.
Original kilde: NRAO nyhedsmeddelelse
