Astronomer fanger sjælden kosmisk Jekyll og Hyde adfærd i dobbeltstjernesystem 19, 000 lysår væk

Den mærkelige opførsel af en duo af stjerner i en tæt hob kaldet Terzan 5 beliggende 19, 000 lysår fra Jorden har fået øjnene op for et internationalt hold af astronomer.

"Vi observerede et eksotisk stjernesystem, der brugte både røntgenstråler og radiobølger, " sagde astrofysiker Craig Heinke ved University of Alberta. "For kun 10 år siden, vi kendte til neutronstjerner, der var pulsarer, og neutronstjerner, der ophobede stof fra ledsagende stjerner, men ingen, der skiftede frem og tilbage."

Forskerne fra Mælkevejen ATCA og VLA Exploration of Radio Sources in Clusters (MAVERIC) hold observerede den usædvanlige skift i det nye billede, ved hjælp af data kompileret af NASAs Chandra X-ray Observatory over næsten 15 år.

Stjernesystemet blev beskrevet i en undersøgelse fra 2018 ledet af U of A fysik Ph.D. uddannet Arash Bahramian, nu på Curtin University. I systemet, en normal stjerne og tæt neutronstjerne kredser om hinanden, og til tider, stjernemateriale ses at blive absorberet af den tættere neutronstjerne - et fænomen, der nogle gange omtales som stjernevampyrisme.

Men usædvanligt, på andre tidspunkter, strømmen stopper, og neutronstjernens stærke magnetfelt accelererer partikler til næsten lyshastighed, genererer stærke radioemissioner - kendt som en pulsar.

"Vi kender kun en håndfuld af disse stjerner, der skifter mellem stater, kaldet overgangsmillisekundpulsarer, " sagde U fra en astrofysiker Gregory Sivakoff, som er medforsker på MAVERIC-teamet.

"Vi havde længe troet, at neutronstjerner skulle spise materiale fra en nærliggende stjerne for at snurre op til så høje hastigheder, men det var kun med overgangspulsarer i millisekunder, at vi fandt den sølvkugle, der beviste, at vores hypotese sandsynligvis var sand."

Kun tre bekræftede eksempler på disse identitetsændrende systemer kendes, forklarede Sivakoff. Den første blev opdaget i 2013 ved hjælp af det kredsende Chandra-teleskop og flere andre røntgen- og radioteleskoper - hvilket han sagde gør det nye billede af systemet endnu mere spændende.

"Det første af disse systemer, der blev opdaget, fremkaldte enorm begejstring, da de repræsenterede en hellig gral af røntgenastronomi:for at vise, at tiltagende neutronstjerner kan 'tænde' som pulsarer, sagde Heinke.

"Men de har også genereret en lang række andre spørgsmål, og det har været meget svært at finde systemer som dette for at lære mere. Dette fund åbner op for en ny måde at søge efter disse objekter, efterhånden som vi lærer mere om dem, og forhåbentlig begynde at opklare deres mysterier."