Astronomer fanger en pulsar, der tænder

Et Monash-University-ledet samarbejde har, for første gang, observerede det fulde, 12-dages proces med materiale, der spiraler ind i en fjern neutronstjerne, udløser et røntgenudbrud tusindvis af gange lysere end vores sol.

Forskningen, ledet af ph.d. kandidat Adelle Goodwin fra Monash School of Physics and Astronomy vil blive præsenteret ved et kommende møde i American Astronomical Society i denne uge, før det offentliggøres i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Adelle leder et team af internationale forskere, herunder hendes vejleder, Monash University lektor Duncan Galloway, og Dr. David Russell fra New York University Abu Dhabi.

Forskerne observerede en "tilvækst" neutronstjerne, da den gik ind i en udbrudsfase i et internationalt samarbejde, der involverede fem grupper af forskere, syv teleskoper (fem på jorden, to i rummet), og 15 samarbejdspartnere.

Det er første gang en sådan begivenhed er blevet observeret i denne detalje - i flere frekvenser, herunder højfølsomhedsmålinger i både optisk og røntgen.

Fysikken bag denne "switching-on"-proces har undgået fysikere i årtier, dels fordi der er meget få omfattende observationer af fænomenet.

Forskerne fangede et af disse tiltagende neutronstjernesystemer i færd med at komme ind i et udbrud, afslørede, at det tog 12 dage for materiale at hvirvle indad og kollidere med neutronstjernen, væsentlig længere end de to-tre-dage, de fleste teorier antyder.

"Disse observationer giver os mulighed for at studere strukturen af ​​accretion disken, og bestemme, hvor hurtigt og nemt materiale kan bevæge sig indad til neutronstjernen, " sagde Adelle.

"Ved at bruge flere teleskoper, der er følsomme over for lys i forskellige energier, var vi i stand til at spore, at den indledende aktivitet skete nær ledsagestjernen, i de ydre kanter af accretion disken, og det tog 12 dage for skiven at blive bragt i den varme tilstand og for materialet at spiralere indad til neutronstjernen, og røntgenstråler, der skal produceres, " hun sagde.

I et 'tilvækst' neutronstjernesystem, en pulsar (en tæt rest af en gammel stjerne) fjerner materiale fra en nærliggende stjerne, danner en tilvækstskive af materiale, der spiralerer ind mod pulsaren, hvor den frigiver ekstraordinære mængder energi - omkring solens samlede energiproduktion på 10 år, i løbet af et par korte uger.

Den observerede pulsar er SAX J1808.4−3658, som roterer 400 gange i sekundet og er placeret 11, 000 lysår væk i stjernebilledet Skytten.

"Dette arbejde gør os i stand til at kaste lidt lys over fysikken i tiltagende neutronstjernesystemer, og for at forstå, hvordan disse eksplosive udbrud udløses i første omgang, som har undret astronomer i lang tid, " sagde New York University Abu Dhabi forsker, Dr. David Russell, en af ​​undersøgelsens medforfattere.

Accretion disks er normalt lavet af brint, men dette særlige objekt har en disk, der består af 50 % helium, mere helium end de fleste diske. Forskerne tror, ​​at dette overskydende helium kan bremse opvarmningen af ​​disken, fordi helium 'brænder' ved en højere temperatur, hvilket medfører, at opstarten tager 12 dage.

De involverede teleskoper omfatter to rumobservatorier:Neils Gehrels Swift X-ray Observatory, og Neutron Star Interior Composition Explorer på den internationale rumstation; samt det jordbaserede Las Cumbres Observatory netværk af teleskoper, og det sydafrikanske store teleskop.