Bildekreditt: Chandra
Mange av stjernene som vi ser i kuleformede stjerneklynger, er faktisk binære stjerner, dannet når to stjerner blir fanget i hverandres tyngdekraft. Chandra kan oppdage den unike røntgenunderskriften som en nøytronstjerne gir fra seg, som er usynlig i et optisk teleskop. Forskningen ser ut til å indikere at disse nøytronstjernebinariene danner mye oftere i kuleklynger enn i andre deler av en galakse.
NASAs Chandra røntgenobservatorium har bekreftet at nære møter mellom stjerner danner røntgenstrålende, dobbelstjernersystemer i tette kuleformede stjerneklynger. Disse røntgenbinariene har en annen fødselsprosess enn søskenbarnene utenfor kuleklynger, og bør ha en dyp innflytelse på klyngens utvikling.
Et team av forskere ledet av David Pooley fra Massachusetts Institute of Technology i Cambridge utnyttet Chandras unike evne til nøyaktig å finne og løse individuelle kilder for å bestemme antall røntgenkilder i 12 kuleklynger i vår Galaxy. De fleste av kildene er binære systemer som inneholder en kollapset stjerne som en nøytronstjerne eller en hvit dvergstjerne som trekker saken fra en normal, sollignende følgesvenn.
"Vi fant at antall røntgenbinarier er nært korrelert med frekvensen av møter mellom stjerner i klyngene," sa Pooley. ”Konklusjonen vår er at binærene blir dannet som en konsekvens av disse møtene. Det er et tilfelle av å ikke pleie naturen. ”
En lignende studie ledet av Craig Heinke fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Mass., Bekreftet denne konklusjonen, og viste at omtrent 10 prosent av disse binære røntgensystemene inneholder nøytronstjerner. De fleste av disse nøytronstjernene er vanligvis stille, og bruker mindre enn 10% av tiden sin aktivt på å mate fra kameraten.
En kuleklynge er en sfærisk samling av hundretusener eller til og med millioner av stjerner som surrer rundt hverandre i en gravitasjonsbundet stjernebikup som er omtrent hundre lysår i diameter. Stjernene i en kuleklynge er ofte bare rundt en tidel av et lysår fra hverandre. Til sammenligning er den nærmeste stjernen til solen, Proxima Centauri, 4,2 lysår unna.
Med så mange stjerner som beveger seg så nær hverandre, forekommer interaksjoner mellom stjerner ofte i kuleklynger. Stjernene, selv om de sjelden kolliderer, kommer nær nok til å danne binære stjernesystemer eller får binære stjerner til å bytte partnere i intrikate danser. Dataene antyder at røntgenstråle binære systemer dannes i tette klynger kjent som kuleklynger omtrent en gang om dagen et sted i universet.
Observasjoner fra NASAs Uhuru røntgen-satellitt på 1970-tallet viste at kuleklynger så ut til å inneholde et uforholdsmessig stort antall binære røntgenkilder sammenlignet med Galaxy som helhet. Normalt er bare én av en milliard stjerner medlem av et binært røntgensystem som inneholder en nøytronstjerne, mens i kuleklynger er brøkdelen mer som en million.
Den nåværende forskningen bekrefter tidligere antydninger om at sjansen for å danne et binært røntgensystem dramatisk økes av overbelastningen i en kuleklynge. Under disse forholdene kan to prosesser, kjent som tre-stjerners utvekslingskollisjoner, og tidevannsfangst, føre til en tusenfoldig økning i antall røntgenkilder i kuleklynger.
I en utvekslingskollisjon møter en ensom nøytronstjerne et par vanlige stjerner. Nøytronstjernens intense tyngdekraft kan indusere den mest massive ordinære stjernen til å "bytte partnere" og parre seg med nøytronstjernen mens den lysere stjernen kastes ut.
En nøytronstjerne kunne også gjøre en beitekollisjon med en enkelt normal stjerne, og den intense tyngdekraften til nøytronstjernen kunne forvrenge tyngdekraften til den normale stjernen i prosessen. Energien som går tapt i forvrengningen, kan forhindre at den normale stjernen rømmer fra nøytronstjernen, noe som fører til det som kalles tidevannsfangst.
"I tillegg til å løse et mangeårig mysterium, gir Chandra-data en mulighet for en dypere forståelse av kuleklyngeutviklingen," sa Heinke. "For eksempel kan energien som frigjøres i dannelsen av nære binære systemer forhindre at de sentrale delene av klyngen kollapser for å danne et massivt svart hull."
NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet for Office of Space Science, NASAs hovedkvarter, Washington. Northrop Grumman fra Redondo Beach, California, tidligere TRW, Inc., var den viktigste utviklingsentreprenøren for observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer vitenskap og flyoperasjoner fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Originalkilde: Chandra News Release
