Bildekreditt: Chandra
Astronomer som bruker Australia Telescope Compact Array, har funnet en raskt spinnende nøytronstjerne som skyr ut stråler av materiale med nesten lysets hastighet. Stråler som dette har bare blitt sett tidligere komme ut av svarte hull, og denne oppdagelsen utfordrer teorien om at bare miljøet rundt et svart hull kan være så energisk. Astronomene studerte Circinus X-1, et objekt som ligger omtrent 20 000 lysår unna, som er en lys kilde til røntgenstråler. De vet at det er en nøytronstjerne, men den har også disse uvanlige egenskapene.
Forskere som bruker CSIROs Australia TelescopeCompact Array, et radiosyntese-teleskop i New South Wales, Australia, har sett en nøytronstjerne spytte ut en stråle av materie på veldig nær lysets hastighet. Dette er første gang en så rask jetfly blir sett fra noe annet enn et svart hull.
Oppdagelsen, rapportert i denne ukens utgave av Nature, utfordrer ideen om at bare sorte hull kan skape forholdene som trengs for å akselerere jetfly av partikler til ekstreme hastigheter.
"Å lage jetfly er en grunnleggende kosmisk prosess, men en som fremdeles ikke er godt forstått selv etter tiår med arbeid," sier teamleder Dr. Rob Fender ved University of Amsterdam.
"Det vi har sett, skal hjelpe oss å forstå hvor mye større gjenstander, som massive sorte hull, kan produsere jetfly som vi kan se halvveis over hele universet."
Forskerne fra Nederland, Storbritannia og Australia studerte Circinus X-1, en lys og variabel kilde til kosmiske røntgenstråler, over en treårsperiode.
Circinus X-1 ligger inne i vår galakse, omtrent 20 000 lysår fra Jorden, i stjernebildet Circinus nær sørkorset.
Den består av to stjerner: en ‘vanlig’ stjerne, sannsynligvis omtrent 3 til 5 ganger massen til sola vår, og en liten kompakt følgesvenn.
"Vi vet at følgesvennen er en nøytronstjerne fra den typen røntgenutbrudd den har sett å gi fra seg," sier teammedlem Dr. Helen Johnston ved University of Sydney.
“Disse røntgenutbruddene er et tegn på en stjerne som har en overflate. Et svart hull har ikke overflate. Så følgesvennen må være en nøytronstjerne. ”
En nøytronstjerne er en komprimert, veldig tett kule av materie som dannes når en gigantisk stjerne eksploderer etter at kjernebrenselet har gått tom. I hierarkiet med ekstreme objekter i universet er det bare ett skritt unna et svart hull.
De to stjernene i Circinus X-1 samhandler, mens nøytronstjernens tyngdekraft trekker materien fra den større stjernen inn på nøytronstjernens overflate.
Denne ‘accretion’ prosessen genererer røntgenstråler. Styrken til røntgenutslippet varierer med tiden, og viser at de to stjernene til Circinus X-1 reiser rundt hverandre i en veldig langstrakt bane med en periode på 17 dager.
"Når de er nærmest, er de to stjernene nesten rørende," sier Dr. Johnston.
Siden 1970-tallet har astronomer visst at Circinus X-1 produserer både radiobølger og røntgenstråler. En stor ‘tåke’ med radioutslipp ligger rundt røntgenkilden. Innenfor tåken ligger den nylige strålen med radioemitterende materiale.
Det antas at jetfly dukker opp, ikke fra sorte hull i seg selv, men fra deres 'akkresjonsskive' - beltet til demonterte stjerner og gass som et svart hull drar inn mot den.
I Circinus X-1 er det sannsynlig at akkresjonsdisken varierer med 17-dagers syklus, og er på sitt mest intense når stjernene er på sitt nærmeste punkt i bane.
Strålen fra Circinus X-1 kjører med 99,8% av lysets hastighet. Dette er den raskeste utstrømningen sett fra ethvert objekt i vår Galaxy, og samsvarer med den av de raskeste jetflyene som blir skutt ut av andre komplette galakser. I disse galaksene kommer jetflyene fra supermassive sorte hull, millioner eller milliarder ganger solens masse, som ligger i sentrum av galaksen.
Uansett hvilken prosess akselererer jetfly til nær lysets hastighet, er det ikke avhengig av de spesielle egenskapene til et svart hull.
"Nøkkelprosessen må være en felles for både sorte hull og nøytronstjerner, for eksempel akkresjonsstrøm," sier Dr. Kinwah Wu fra Unversity College London, Storbritannia.
Originalkilde: CSIRO News Release
