Det overraskende miljø i en gådefuld neutronstjerne

En usædvanlig infrarød emission, der blev opdaget af Hubble -rumteleskopet fra en nærliggende neutronstjerne, kan indikere, at pulsaren har funktioner, der aldrig før er set. Observationen, af et team af forskere ved Penn State, Sabanci -universitetet i Tyrkiet, og University of Arizona, kunne hjælpe astronomer med bedre at forstå udviklingen af ​​neutronstjerner - de utroligt tætte rester af massive stjerner efter en supernova. Et papir, der beskriver forskningen og to mulige forklaringer på det usædvanlige fund, fremkommer 17. september, 2018 i Astrofysisk Journal .

"Denne særlige neutronstjerne tilhører en gruppe på syv nærliggende røntgenpulsarer-kaldet 'den storslåede syv'-der er varmere, end de burde være i betragtning af deres alder og tilgængelige energireservoir, der skyldes tab af rotationsenergi, sagde Bettina Posselt, lektor i astronomi og astrofysik i Penn State og hovedforfatter af papiret. "Vi observerede et udvidet område af infrarøde emissioner omkring denne neutronstjerne-kaldet RX J0806.4-4123-hvis samlede størrelse udmønter sig i omkring 200 astronomiske enheder (eller 2,5 gange Plutos bane omkring Solen) i den formodede afstand til pulsaren. "

Dette er den første neutronstjerne, hvor en udvidet emission kun er set i infrarød. Forskerne foreslår to muligheder, der kan forklare den udvidede infrarøde emission set af Hubble -rumteleskopet. Den første er, at der er en skive af materiale - muligvis mest støv - der omgiver pulsaren.

"En teori er, at der kan være det, der er kendt som en" tilbageskrevelsesdisk "af materiale, der samles omkring neutronstjernen efter supernovaen, "sagde Posselt." En sådan disk ville være sammensat af stof fra den forfædre massive stjerne. Dens efterfølgende interaktion med neutronstjernen kunne have opvarmet pulsaren og bremset dens rotation. Hvis den bekræftes som en supernova -backup -disk, dette resultat kan ændre vores generelle forståelse af neutronstjernens udvikling. "

Den anden mulige forklaring på den udvidede infrarøde emission fra denne neutronstjerne er en "pulsar vindtåge."

"En pulsarvindtåge ville kræve, at neutronstjernen udviser en pulsarvind, "sagde Posselt." En pulsarvind kan produceres, når partikler accelereres i det elektriske felt, der frembringes ved hurtig rotation af en neutronstjerne med et stærkt magnetfelt. Når neutronstjernen bevæger sig gennem det interstellare medium med større lydhastighed, der kan dannes et stød, hvor det interstellare medium og pulsarvinden interagerer. De chokerede partikler ville derefter udstråle synkrotronemission, forårsager den udvidede infrarøde emission, som vi ser. Typisk, pulsar-vindtåger ses i røntgenstråler, og en infrarød pulsar-vind-tåge ville være meget usædvanlig og spændende. "

Selvom neutronstjerner generelt studeres inden for radio- og højenergiemissioner, såsom røntgenstråler, denne undersøgelse viser, at nye og interessante oplysninger om neutronstjerner også kan opnås ved at studere dem i infrarød. Ved hjælp af det nye NASA James Webb -rumteleskop, lanceres i 2021, astronomer vil være i stand til yderligere at udforske dette nyåbnede opdagelsesrum i det infrarøde for bedre at forstå neutronstjernens udvikling.