En spinnende kosmisk kadaver er alt som er igjen av en tungtliggende stjerne som svever noen 4.600 lysår fra Jorden etter å ha gjennomgått en eksplosiv død. Nå har astronomer funnet ut at dette liket er den mest massive nøytronstjernen som noen gang er oppdaget.
Faktisk sier de at den er så massiv - omtrent 2,14 ganger massen av solen vår pakket inn i en sfære som sannsynligvis er omtrent 20 kilometer over - at det er nær grensen for å kunne eksistere i det hele tatt.
Denne nøytronstjernen, kalt J0740 + 6620, avgir beacons av radiobølger og snurrer i svimlende 289 ganger i sekundet, noe som gjør den til en pulsar. Det nye anslaget for pulsarmassen gjør den heftigere enn den forrige rekordholderen - en spinnende nøytronstjerne som veier inn omtrent 2,01 ganger solens masse, sa hovedforfatter Thankful Cromartie, en doktorgradsstudent ved University of Virginia. Å finne ut av den nye rekordinnehaverens masse "var helt spennende," la hun til.
Forskerne oppdaget muligheten til å studere stjernekroppen i data samlet inn av radioteleskoper ved Green Bank Observatory og Arecibo Observatory. Dataene kom fra et samarbeid kalt det nordamerikanske Nanohertz-observatoriet for gravitasjonsbølger, eller NANOGrav, med målet om å observere en gjeng av disse hurtigspinnende pulsarene over hele himmelen.
Mens de så på NANOGrav datasett, så Cromartie og teamet hennes "et hint" om et fysikkfenomen som ville tillate dem å forutsi massen til pulsaren. De brukte deretter Green Bank Telescope i West Virginia for å oppsøke dette "hintet" mer detaljert.
Astronomene la merke til at radiobølgene den regelmessig sendte ut basert på pulsarens plassering burde ha nådd teleskopet en smidge raskere enn de faktisk gjorde. Kalt Shapiro-forsinkelsen skjer dette fysikkfenomenet når et annet himmelobjekt går i bane rundt en spinnende nøytronstjerne, bundet av stjernens tyngdekraft. Når gjenstanden, i dette tilfellet en hvit dvergstjerne, passerer foran pulsaren, vrir den kretsende gjenstanden litt rundt rommet der radiosignalet ville bevege seg, så radiobølgene ankommer teleskopene våre litt forsinket.
Forskere bruker disse forsinkelsene for å beregne massen til både pulsaren og den hvite dvergen.
Den nylige funnet kan avsløre mer informasjon om supernovaer og hvordan nøytronstjerner blir født, sa Cromartie. Når store stjerner dør, detonerer de som supernovaer. En slik eksplosjon får stjernen til å kollapse på seg selv, og blir enten en nøytronstjerne eller, hvis den er virkelig massiv, et svart hull.
Det er en grense for hvor massive nøytronstjerner kan være, sa Cromartie. Forskere rapporterte i 2017 at når en stjerne når 2,17 ganger solenes masse, er den stjernen dømt til en mørk tilværelse som et sultent sult hull. Dette antyder at J0740 + 6620 "virkelig skyver den" grensen, sa Cromartie. Noe mer massiv, og stjernen ville ha kollapset i et svart hull.
Noen virkelig rare fysikker antas å forekomme i så tette stjernestykke, "Fysikken som oppstår i stjerners indre er fremdeles veldig dårlig forstått," sa hun. Å finne et som er nær eksistensgrensen, kan avsløre mer om hva som skjer dypt inne, men også om hvor svært tette materialer oppfører seg, la hun til.
Og så "å observere nøytronstjerner på denne måten er på en måte som å bruke et laboratorium i verdensrommet for å studere kjernefysikk," la hun til. Nå, sa hun, håper hun å gjøre mer regelmessige observasjoner av denne pulsaren ved hjelp av teleskoper som det kanadiske Hydrogen Intensity Mapping Experiment Telescope, eller CHIME, og NASAs Neutron Star Interior Composition Explorer Telescope, eller NICER, som flyr ombord den internasjonale romstasjonen . Med disse observasjonene kunne hun finjustere massemålingene.
Forskerne rapporterte om funnene sine 16. september i tidsskriftet Nature Astronomy.
- 9 Ideer om svarte hull som vil blåse tankene dine
- De 12 merkeligste objektene i universet
- 5 grunner til at vi kan leve i en multiverse
