Den lyseste, den fjerneste pulsar i universet

ESA's XMM-Newton har fundet en pulsar – de snurrende rester af en engang så massiv stjerne – der er tusind gange lysere end tidligere antaget muligt.

Pulsaren er også den fjerneste af sin slags, der nogensinde er blevet opdaget, med sit lys, der rejser 50 millioner lysår, før det opdages af XMM-Newton.

Pulsarerne snurrer, magnetiserede neutronstjerner, der fejer regelmæssige strålingsimpulser i to symmetriske stråler hen over kosmos. Hvis de er passende på linje med Jorden, er disse stråler som et fyrtårn, der ser ud til at blinke til og fra, mens det roterer. De var engang massive stjerner, der eksploderede som en kraftig supernova i slutningen af ​​deres naturlige liv, før de bliver til små og ekstraordinært tætte stjernelig.

Denne røntgenkilde er den mest lysende af sin type, der er registreret til dato:den er 10 gange lysere end den tidligere rekordholder. På et sekund udsender den den samme mængde energi, som vores sol frigiver på 3,5 år.

XMM-Newton observerede objektet flere gange i de sidste 13 år, med opdagelsen et resultat af en systematisk søgning efter pulsarer i dataarkivet - dets 1,13 s periodiske pulser afgiver det.

Signalet blev også identificeret i NASAs Nustar-arkivdata, give yderligere oplysninger.

"Før, det blev antaget, at kun sorte huller, der er mindst 10 gange mere massive end vores sol, der lever af deres stjernekammerater, kunne opnå sådanne ekstraordinære lysstyrker, men de hurtige og regelmæssige pulseringer af denne kilde er fingeraftryk af neutronstjerner og adskiller dem klart fra sorte huller, " siger Gian Luca Israel, fra INAF-Osservatorio Astronomica di Roma, Italien, hovedforfatter til papiret, der beskriver resultatet offentliggjort i Videnskab denne uge.

Arkivdataene afslørede også, at pulsarens spinhastighed har ændret sig over tid, fra 1,43 s pr. rotation i 2003 til 1,13 s i 2014. Den samme relative acceleration i Jordens rotation ville forkorte en dag med fem timer i samme tidsrum

"Kun en neutronstjerne er kompakt nok til at holde sig sammen, mens den roterer så hurtigt, " tilføjer Gian Luca.

Selvom det ikke er usædvanligt, at en neutronstjernes rotationshastighed ændrer sig, den høje ændringshastighed i dette tilfælde er sandsynligvis forbundet med, at objektet hurtigt forbruger masse fra en ledsager.

"Dette objekt udfordrer virkelig vores nuværende forståelse af 'accretion'-processen for stjerner med høj lysstyrke, " siger Gian Luca. "Den er 1000 gange mere lysende end det maksimalt troede muligt for en tiltagende neutronstjerne, så der er brug for noget andet i vores modeller for at redegøre for den enorme mængde energi, som genstanden frigiver."

Forskerne mener, at der skal være en stærk, komplekst magnetfelt tæt på overfladen, sådan at tilvækst på neutronstjernens overflade stadig er mulig, mens den stadig genererer den høje lysstyrke.

"Opdagelsen af ​​dette meget usædvanlige objekt, langt den mest ekstreme nogensinde opdaget med hensyn til afstand, lysstyrke og stigningshastighed af dens rotationsfrekvens, sætter ny rekord for XMM-Newton, og ændrer vores ideer om, hvordan sådanne objekter virkelig 'virker', siger Norbert Schartel, ESA's XMM-Newton-projektforsker.