Bildekreditt: NASA
Et team med astronomer var heldige nok til å observere den sjeldne hendelsen av en nøytronstjerne som ble til en magnetisk gjenstand som ble kalt en magnetar. En normal nøytronstjerne er den raskt spinnende rest av en stjerne som gikk supernova; de har vanligvis et veldig sterkt magnetfelt. En magnetar er lik, men den har et magnetfelt som er opptil 1000 ganger så sterkt som en nøytronstjerne. Denne nye oppdagelsen kan indikere at magnetar er mer vanlig i universet enn tidligere antatt.
I en heldig observasjon sier forskere at de har oppdaget en nøytronstjerne i ferd med å endre seg til en sjelden klasse ekstremt magnetiske gjenstander kalt magnetar. Ingen slik begivenhet har vært vitne til definitivt før nå. Denne oppdagelsen markerer bare den tiende bekreftede magnetar som noen gang er funnet og den første forbigående magnetar.
Den forbigående naturen til dette objektet, oppdaget i juli 2003 med NASAs Rossi X-ray Timing Explorer, kan til slutt fylle viktige hull i nøytronstjernes evolusjon. Dr. Alaa Ibrahim fra George Washington University og NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Presenterer dette resultatet i dag på møtet med American Astronomical Society i Atlanta.
En nøytronstjerne er kjernen restene av en stjerne minst åtte ganger mer massiv enn solen som eksploderte i en supernovahendelse. Neutronstjerner er svært kompakte, meget magnetiske, hurtigspinnende gjenstander med omtrent en sols masse verdt av masse komprimert til en sfære som er omtrent ti mil i diameter.
En magnetar er opptil tusen ganger mer magnetisk enn vanlige nøytronstjerner. Ved hundre billioner (10 ^ 14) Gauss er de så magnetiske at de kunne strippe et kredittkort rent i en avstand på 100.000 miles. Jordens magnetfelt er til sammenligning omtrent 0,5 Gauss, og en sterk kjøleskapsmagnet er rundt 100 Gauss. Magneter er lysere i røntgenstråler enn de er i synlig lys, og de er de eneste stjernene som er kjent som skinner hovedsakelig av magnetisk kraft.
Observasjonen som presenteres i dag støtter teorien om at noen nøytronstjerner er født med disse ultrahøye magnetfeltene, men de kan være i begynnelsen for svake til å se og måle. Med tiden virker imidlertid disse magnetfeltene til å senke nøytronstjernens spinn. Denne handlingen med å bremse frigjør energi, noe som gjør stjernen lysere. Ytterligere forstyrrelser i stjernens magnetfelt og skorpe kan gjøre den lysere ennå, noe som fører til måling av magnetfeltet. Den nyoppdagede stjernen, svak så nylig som for et år siden, heter XTE J1810-197.
"Oppdagelsen av denne kilden kom med tillatelse fra en annen magnetar som vi overvåket, kalt SGR 1806-20," sa Ibrahim. Han og kollegene oppdaget XTE J1810-197 med Rossi Explorer om en grad nordøst for SGR 1806-20, i Melkeveis galaksen omtrent 15 000 lysår unna i stjernebildet Skytten.
Forskere presiserte plasseringen av kilden med NASAs Chandra røntgenobservatorium, som gir mer nøyaktig posisjonering enn Rossi. Ved å sjekke arkivdata fra Rossi Explorer, vurderte Dr. Craig Markwardt fra NASA Goddard at XTE J1810-197 ble aktiv (det vil si 100 ganger lysere enn før) rundt januar 2003. Ser enda lenger tilbake med arkiverte data fra ASCA og ROSAT, to avviklede internasjonale satellitter, kunne teamet se XTE J1810-197 som en veldig svak, isolert nøytronstjerne allerede i 1990. Dermed dukket historien til XTE J1810-197 opp.
Den inaktive tilstanden XTE J1810-197, sa Ibrahim, var den som for andre forbausende gjenstander kalt Compact Central Objects (CCOs) og Dim Isolated Neutron Stars (DINSs). Disse gjenstandene er antatt å være nøytronstjerner som er skapt i hjertene til stjerneeksplosjoner, og noen bor fortsatt der, men de er for svake til å studere i detalj.
Et merke av en nøytronstjerne er magnetfeltet. Men for å måle dette, må forskere kjenne til nøytronstjernens spinnperiode og hastigheten for at den bremser, kalt "spin down". Da XTE J1810-197 lyste opp, kunne teamet måle spinnet (1 revolusjon per 5 sekunder, typisk for magnetar), dets spinn ned, og dermed magnetfeltstyrken (300 billioner Gauss).
I alfabetet suppe av nøytronstjerner er det også anomale røntgenpulsarer (AXPs) og myke gamma-ray repeatere (SGRs). Begge disse anses nå for å være den samme typen objekter, magnetar; og en annen presentasjon på dagens møte av Dr. Peter Woods et al. støtter denne forbindelsen. Disse gjenstandene bryter ut med jevne mellomrom med røntgen- og gammastråle-lys. CCOs og DINSs ser ikke ut til å ha en lignende aktiv tilstand.
Selv om konseptet fremdeles er spekulativt, kan det komme et evolusjonsmønster, sa Ibrahim. Den samme nøytronstjernen, utstyrt med et ultrahøy magnetfelt, kan passere gjennom hver av disse fire fasene i løpet av sin levetid. Riktig rekkefølge er imidlertid uklart. "Diskusjon av et slikt mønster har dukket opp i det vitenskapelige samfunnet de siste årene, og XTE J1810-197s forbigående natur gir det første håndfaste beviset til fordel for et slikt slektskap," sa Ibrahim. "Med noen flere eksempler på stjerner som viser en lignende trend, kan det oppstå et magnetar-slektstre."
"Observasjonen innebærer at magnetar kan være mer vanlig enn det man ser, men eksisterer i langvarig svak tilstand," sa teammedlem Dr. Jean Swank fra NASA Goddard.
“Det ser ut til at magneter nå er i en evigvarende karnevalsmodus; SGRs blir til AXPs og AXPs kan begynne å oppføre seg som SGRs når som helst og uten forvarsel, ”sa teammedlem Dr. Chryssa Kouveliotou fra NASA Marshall, som mottar Rossi Award på AAS-møtet for sitt arbeid med magnetar. "Det som startet med noen få rare kilder, kan snart vise seg å omfatte et stort antall objekter i vår Galaxy."
Ytterligere støttedata kom fra Interplanetary Network og det russisk-tyrkiske optiske teleskopet. Ibrahims kolleger om denne observasjonen inkluderer også Dr. William Parke fra George Washington University; Drs. Scott Ransom, Mallory Roberts og Vicky Kaspi fra McGill University; Dr. Peter Woods fra NASA Marshall; Dr. Samar Safi-Harb ved University of Manitoba; Dr. Solen Balman fra Midtøsten tekniske universitet i Ankara; og Dr. Kevin Hurley fra University of California i Berkeley. Drs. Eric Gotthelf og Jules Halpern fra Columbia University ga viktige data fra Chandra.
Originalkilde: NASA News Release
