Astronomer har oppdaget et sjeldent mønster i røntgenutbruddene som kommer fra et nøytronstjernersystem ikke mer enn 16 300 lysår unna.
Dette stjernesystemet, MAXI J1621−501, dukket først opp 9. oktober 2017 i data fra Swift / XRT Deep Galactic Plane Survey som et merkelig punkt i rommet som blinker uforutsigbart med røntgenstråler. Dette var et tegn, skrev forskere i en ny artikkel, om et binært system som inneholder både en normal stjerne og enten en nøytronstjerne eller svart hull. Både nøytronstjerner og sorte hull kan skape uforutsigbare røntgenmønstre når de tar opp stoff fra ledsagerens stjerner, men på veldig forskjellige måter.
I svarte hull, som Live Science tidligere har rapportert, kommer røntgenstrålene fra materie som akselererer til ekstreme hastigheter og genererer enorm friksjon når det faller mot tyngdekraften. I nøytronstjerner - super tette lik av gigantiske stjerner som eksploderte, men ikke har kollapset til singulariteter - kommer røntgenstrålene fra termonukleære eksplosjoner på deres ytre skorpe. Noe får atomene til å smelte sammen på de ytterste delene av disse rare stjernene, og frigjør enorme energier som vanligvis bare finnes dypt inne i stjerner (så vel som i kjernene til kraftige hydrogenbomber). Noe av den energien slipper ut som røntgenlys.
Siden materie fra en normal stjerne smadrer inn i en overertiny, superheavy nøytronstjerne, skaper disse termonukleære eksplosjonene soppskyer lyse nok til å se med røntgen-teleskoper. Forfatterne av denne nye artikkelen, utgitt online 13. august i preprint-tidsskriftet arXiv, viser at røntgenutbruddene fra MAXI J1621−501 kommer fra termonukleære eksplosjoner på overflaten til duoens nøytronstjerne - og at lyset fra de termonukleære eksplosjoner følger et mønster som gjentas omtrent hver 78. dag.
Kilden til det mønsteret er ikke helt tydelig. Forskere har bare funnet rundt 30 andre lys i rommet som flimrer på denne måten, skrev forskerne. De refererer til mønstre som denne som "superorbital perioder." Det er fordi mønsteret følger en syklus som varer mye lenger enn de binære stjernenes bane rundt hverandre, som i tilfelle av MAXI J1621−501 tar bare 3 til 20 timer.
Forfatterne skrev den beste forklaringen på denne 78-dagersperioden fra et papir publisert i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i 1999. Neutronstjerner i binære systemer som denne, forfatterne skrev, er omgitt av virvlende skyer av materiale som blir sugd av den vanlige stjernen og mot nøytronstjernen, og skapt et snurrende, gassy skjørt som kalles en akkresjonsskive.
En enkel modell av skyskytene antyder at de alltid er rettet i en retning - de ville se ut som ringene som sirkler Saturn hvis du skulle følge planeten rundt i rommet og stirre på ringene. I den modellen vil du aldri se noen endring i røntgenlyset, fordi du alltid vil stirre på samme sted på tilskuddsdisken mellom deg og nøytronstjernen. Den eneste endringen i lyset ville komme fra endringer i selve de termonukleære eksplosjonene.
Men virkeligheten er mer komplisert. Det som sannsynligvis skjer, skrev forfatterne, er at den virvlende disken rundt nøytronstjernen i dette binære systemet vingler fra perspektivet til Jorden, som en topp som skal velte. Noen ganger legger vingelen mer disk mellom nøytronstjernen og jorden, andre ganger mindre. Vi kan ikke se selve disken. Men hvis den vinglingen skjer, og den får disken til å krysse mellom oss og stjernen hver 78 dag, ville det skapt mønsteret astronomene har observert.
Astronomer så på MAXI J1621−501 i 15 måneder etter oppdagelsen i 2017, skrev forskerne, og så mønsteret gjenta seg seks ganger. Det gjentok seg ikke perfekt, og det var andre, mindre fall i røntgenlyset. Men den slingrende disken forblir langt på vei den best mulige forklaringen på dette rare røntgenmønsteret i verdensrommet.
