Forskere observerer dannelsen af ​​en magnetar 6,5 milliarder lysår væk

En forsker fra University of Arkansas er en del af et team af astronomer, der har identificeret et udbrud af røntgenstråling fra en galakse omkring 6,5 milliarder lysår væk, hvilket er i overensstemmelse med sammensmeltningen af ​​to neutronstjerner til en magnetar - en stor neutronstjerne med et ekstremt kraftigt magnetfelt. Baseret på denne observation, forskerne var i stand til at beregne, at fusioner som denne sker omkring 20 gange om året i hver region på en milliard lysår i terninger.

Forskerholdet, som inkluderer Bret Lehmer, assisterende professor i fysik ved University of Arkansas, analyserede data fra Chandra X-ray Observatory, NASAs flagskib røntgenteleskop.

Chandra Deep Field-South-undersøgelsen omfatter mere end 100 røntgenobservationer af et enkelt område på himlen over en periode på mere end 16 år for at indsamle information om galakser i hele universet. Lehmer, som har arbejdet med observatoriet i 15 år, samarbejdet med kolleger i Kina, Chile og Holland, og ved Pennsylvania State University og University of Nevada. Undersøgelsen blev offentliggjort i Natur .

En neutronstjerne er en lille, meget tæt stjerne, i gennemsnit omkring 12 miles i diameter. Neutronstjerner dannes ved kollaps af en stjerne, der er massiv nok til at producere en supernova, men ikke massiv nok til at blive et sort hul. Når to neutronstjerner smelter sammen til en magnetar, det resulterende magnetfelt er 10 billioner gange stærkere end en køkkenmagnet.

"Neutronstjerner er mystiske, fordi stoffet i dem er så ekstremt tæt og ulig noget, der kan reproduceres i et laboratorium, Lehmer forklarede. "Vi har endnu ikke en god forståelse af den fysiske tilstand af stoffet i neutronstjerner. Fusioner, der involverer neutronstjerner, producerer masser af unikke data, der giver os fingerpeg om naturen af ​​neutronstjerner selv, og hvad der sker, når de kolliderer."

En tidligere opdagelse af to neutronstjerner, der smelter sammen, som brugte gravitationsbølger og gammastråler til at foretage observationen, gav astronomerne ny indsigt i disse objekter. Forskerholdet brugte denne nye information til at lede efter mønstre i Chandra Observatorys røntgendata, der stemte overens med det, de lærte om sammensmeltning af neutronstjerner.

Forskerne fandt et udbrud af røntgenstråler i data fra Chandra Deep Field-South undersøgelsen. Efter at have udelukket andre mulige kilder til røntgenstrålerne, de fastslog, at signalerne kom fra processen med to neutronstjerner, der danner en magnetar.

"Et vigtigt bevis er, hvordan signalet ændrede sig over tid, " sagde Lehmer. "Den havde en lys fase, der plateau og derefter faldt af på en meget specifik måde. Det er præcis, hvad du ville forvente af en magnetar, der hurtigt mister sit magnetfelt gennem stråling."

Lignende beregninger om hastigheden af ​​neutronstjernefusioner er blevet lavet baseret på fusionerne detekteret af gravitationsbølger og gammastråler, at styrke argumentet for at bruge røntgendata til at finde sådanne eksotiske fusionsbegivenheder i universet.