Astronomi er en videnskab om ekstremer - den største, den hotteste og den mest massive. I dag meddelte astrofysiker Bryan Gaensler (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) og kolleger, at de har knyttet to af astronomiens ekstremer, hvilket viser, at nogle af de største stjerner i kosmos bliver de stærkeste magneter, når de dør.
”Kilden til disse meget magtfulde magnetiske objekter har været et mysterium, siden den første blev opdaget i 1998. Nu tror vi, at vi har løst det mysterium,” siger Gaensler.
Astronomerne baserer deres konklusioner på data taget med CSIROs Australia Telescope Compact Array og Parkes radioteleskop i det østlige Australien.
En magnetar er en eksotisk slags neutronstjerne - en bystørrelse kugle af neutroner, der oprettes, når en massiv stjernekern kollapser i slutningen af sin levetid. En magnetar besidder typisk et magnetfelt mere end en kvadrillion gange (en efterfulgt af 15 nuller) stærkere end jordens magnetfelt. Hvis en magnetar var placeret halvvejs til månen, kunne den udslette dataene fra hvert kreditkort på jorden.
Magnetarer spytter ud burst af højenergi-røntgenstråler eller gammastråler. Normale pulsarer udsender stråler fra lavenergi-radiobølger. Kun cirka 10 magnetarer er kendt, mens astronomer har fundet mere end 1500 pulsarer.
"Både radiopulsarer og magnetarer findes ofte i de samme regioner på Mælkevejen, i områder, hvor stjerner for nylig har eksploderet som supernovaer," forklarer Gaensler. "Spørgsmålet har været: hvis de er placeret på lignende steder og er født på lignende måder, hvorfor er de så forskellige?"
Tidligere forskning har antydet, at massen af den originale stamfaderstjerne muligvis er nøglen. Nylige artikler af Eikenberry et al (2004) og Figer et al (2005) har foreslået denne forbindelse, baseret på at finde magnetar i klynger af massive stjerner.
”Astronomer plejede at tro, at virkelig massive stjerner dannede sorte huller, da de døde,” siger Dr. Simon Johnston (CSIRO Australia Telescope National Facility). "Men i de sidste par år har vi indset, at nogle af disse stjerner kunne danne pulsarer, fordi de går på et hurtigt vægttabsprogram, før de eksploderer som supernovaer."
Disse stjerner mister en masse masse ved at blæse den af i vinde, der er som solens solvind, men meget stærkere. Dette tab ville give en meget massiv stjerne mulighed for at danne en pulsar, da den døde.
For at teste denne idé undersøgte Gaensler og hans team en magnet, kaldet 1E 1048.1-5937, der ligger ca. 9.000 lysår væk i stjernebilledet Carina. For ledetråd om den oprindelige stjerne studerede de brintgassen, der lå rundt om magneten, ved hjælp af data indsamlet af CSIROs Australia Telescope Compact Array radioteleskop og dets 64 m Parkes radioteleskop.
Ved at analysere et kort over neutral brintgas, placerede teamet et markant hul omkring magnetar. ”Beviserne peger på, at dette hul er en boble, der er skåret ud af vinden, der løb fra den oprindelige stjerne,” siger Naomi McClure-Griffiths (CSIRO Australia Telescope National Facility), en af forskerne, der lavede kortet. Egenskaberne ved hullet indikerer, at den efterfølgende stjerne skal have været omkring 30 til 40 gange solens masse.
En anden ledetråd i pulsar / magnetar-forskellen kan ligge i, hvor hurtigt neutronstjerner roterer, når de dannes. Gaensler og hans team antyder, at tunge stjerner vil danne neutronstjerner, der spinder op til 500-1000 gange i sekundet. En sådan hurtig rotation skulle drive en dynamo og frembringe ekstreme magnetiske felter. 'Normale' neutronstjerner fødes og drejes kun 50-100 gange i sekundet, hvilket forhindrer at dynamo fungerer og efterlader dem med et magnetfelt, der er 1000 gange svagere, siger Gaensler.
”En magnetar gennemgår en kosmisk ekstrem makeover og ender meget forskelligt fra dens mindre eksotiske radio-pulsar-fætre,” siger han.
Hvis magnetar faktisk er født af massive stjerner, kan man forudsige, hvad deres fødselsrate skal være, sammenlignet med radiopulsars.
"Magneter er de sjældne` hvide tigre 'fra stjernernes astrofysik, "siger Gaensler. ”Vi estimerer, at den magnetiske fødselsrate kun vil være omkring en tiendedel af normal pulsarer. Da magnetar også er kortvarige, kan de ti, vi allerede har opdaget, være næsten alle derude der findes. ”
Holdets resultat offentliggøres i en kommende udgave af The Astrophysical Journal Letters.
Denne pressemeddelelse udsendes i samarbejde med CSIROs Australien Telescope National Facility.
Hovedkvarter i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) er et fælles samarbejde mellem Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere, der er organiseret i seks forskningsafdelinger, studerer universets oprindelse, udvikling og ultimative skæbne.
Original kilde: CfA News Release
