Ondskapsfull, raskt blinkende "svart enke" og "redback" pulsarer prikker nattehimmelen. Disse voldelige stjernene sprenger sine mindre stjernepartnere til biter når de pisker dem rundt i tette binære baner, og kannibaliserer de mindre partnerne i prosessen. Og forskere har avslørt historien bak disse sultne stjernene i en ny artikkel.
Det er ikke tilfeldig at astronomer navngav disse systemene - steder i rommet der en bittesmå, tung, hurtigspinnende nøytronstjerne gir liv til seg ved å rive fra en liten binær partner - etter dødelige edderkopper. Både rødback og svarte enkehunner spiser hannen levende etter sex. (I stjerner, som hos edderkopper, kobles svarte enker opp med mindre partnere.) Ryggback og svarte enker er underkategorier av "millisekund pulsarer," nøytronstjerner som snurrer så raskt at de blinker Jorden hvert par brøkdeler av et millisekund. Men til nå var det ingen som kunne forklare hvordan disse ekle stjernene dannet seg.
Neutronstjerner er de ultradense restene av kollapset stjerner. Ikke større enn en liten by, de oppveier likevel solen vår. Forskere har måttet finne opp helt ny fysikk for å forklare hvordan materien oppfører seg inni dem. (Men i motsetning til svarte hull, er de ikke helt tette nok til å danne singulariteter.) Forskere kaller dem pulsarer, fordi de ofte ser ut for teleskoper som regelmessig pulserende lyskilder. De fleste snurrer langt raskere enn normale stjerner, og deres vanlige rotasjoner kan fungere som klokker som tikker bort i verdensrommet.
Men en nøytronstjerne på egen hånd vil vanligvis ikke spinne raskt nok til å være en millisekund pulsar, skrev forskerne i den nye studien. Noen eksterne energikilder må sparke pulsaren opp til rotasjonshastigheten. Det er grunnen til at de fleste millisekund pulsarer dukker opp i binære systemer. Astronomer tror at en hvit dverg vanligvis kollapser til en nøytronstjerne, og på et tidspunkt nedover begynner linjen å suge en strøm av materie av sin binære tvilling. Energien fra den strømmen av materie setter nøytronstjernen som snurrer mye raskere enn den gjorde ved fødselen.
Redbacks og svarte enker passer imidlertid generelt ikke denne modellen. Ofte den tyngre partneren i de små binære systemene, låst i trange bane, deres intense røntgenstråler sprenger materie fra overflatene til ledsagerstjernen, slår den miniatyrstjernen ut i verdensrommet og suger den deretter inn igjen med tyngdekraften. Massene og energiene som beveger seg rundt disse systemene er svært uvanlige sammenlignet med typiske millisekund pulsarsystemer. Som et resultat, skriver forskerne, ser det ikke ut til at den normale modellen for hvordan følgesvennstjerner akselererer millisekund pulsarer.
I den nye artikkelen, publisert 14. august i The Astrophysical Journal, foredlet et team av forskere den modellen. Deres papir tar hensyn til den kraftige magnetiske energien fra nøytronstjerner og viser hvordan en nøytronstjernes magnetisme kan begrense all materien som sprengtes av følgesstjernen ved nøytronstjernens nord- og sørpol. Det forandrer den underliggende mekanikken i situasjonen, skrev de, og viser at selv den mindre partneren i redback-systemer og mange sorte enke-systemer kunne akselerere pulsarene til millisekund hastigheter.
Denne magnetismeteorien kan imidlertid ikke forklare alle svarte enker vi vet om. Men dette arbeidet bør eliminere behovet for visse mer dramatiske teorier - som den som ble publisert i The Astrophysical Journal i 2015, og antyder at kanskje disse slags nøytronstjerner bare blir født som millisekund pulsarer og ikke trenger hjelp til å akselerere.
