Astronomer finder beviser for den mest kraftfulde pulsar i en fjern galakse

Astronomer, der analyserer data fra VLA Sky Survey (VLASS) har opdaget en af ​​de yngste kendte neutronstjerner - den supertætte rest af en massiv stjerne, der eksploderede som en supernova. Billeder fra National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) indikerer, at lysstærk radioemission drevet af den roterende pulsars magnetfelt først for nylig er dukket op bag en tæt skal af affald fra supernovaeksplosionen.

Objektet, kaldet VT 1137-0337, er i en dværggalakse 395 millioner lysår fra Jorden. Det dukkede første gang op på et VLASS-billede lavet i januar 2018. Det dukkede ikke op på et billede af den samme region lavet af VLA's FØRSTE undersøgelse i 1998. Det fortsatte med at optræde i senere VLASS-observationer i 2018, 2019, 2020 og 2022

"Det, vi højst sandsynligt ser, er en pulsarvindtåge," sagde Dillon Dong, en Caltech-kandidat, som vil begynde på et Jansky Postdoctoral Fellowship ved National Radio Astronomy Observatory (NRAO) senere på året. En pulsarvindtåge skabes, når det kraftige magnetfelt fra en hurtigt snurrende neutronstjerne accelererer omgivende ladede partikler til næsten lysets hastighed.

"Baseret på dens karakteristika er dette en meget ung pulsar - muligvis så ung som kun 14 år, men ikke ældre end 60 til 80 år," sagde Gregg Hallinan, Dongs Ph.D-rådgiver hos Caltech.

Forskerne rapporterede deres resultater ved American Astronomical Societys møde i Pasadena, Californien.

Dong og Hallinan opdagede objektet i data fra VLASS, et NRAO-projekt, der begyndte i 2017 for at undersøge hele himlen, der er synlig fra VLA - omkring 80 procent af himlen. Over en periode på syv år udfører VLASS en komplet scanning af himlen tre gange, med et af målene at finde forbigående objekter. Astronomerne fandt VT 1137-0337 i den første VLASS-scanning fra 2018.

Sammenligning af denne VLASS-scanning med data fra en tidligere VLA-himmelundersøgelse kaldet FIRST afslørede 20 særligt lysende transiente objekter, der kunne associeres med kendte galakser.

"Denne skilte sig ud, fordi dens galakse oplever et udbrud af stjernedannelse, og også på grund af karakteristikaene ved dens radioemission," sagde Dong. Galaksen, kaldet SDSS J113706.18-033737.1, er en dværggalakse, der indeholder omkring 100 millioner gange Solens masse.

Ved at studere karakteristikaene for VT 1137-0337 overvejede astronomerne flere mulige forklaringer, herunder en supernova, gammastråleudbrud eller tidevandsafbrydelse, hvor en stjerne knuses af et supermassivt sort hul. De konkluderede, at den bedste forklaring er en pulsarvindtåge.

I dette scenarie eksploderede en stjerne, der var meget mere massiv end Solen, som en supernova og efterlod en neutronstjerne. Det meste af den oprindelige stjernes masse blev blæst udad som en skal af affald. Neutronstjernen snurrer hurtigt, og når dens kraftfulde magnetfelt fejer gennem det omgivende rum, accelererer den ladede partikler, hvilket forårsager stærk radioemission.

Oprindeligt blev radioemissionen blokeret af syne af granaten af ​​eksplosionsaffald. Efterhånden som denne skal udvidede sig, blev den gradvist mindre tæt, indtil radiobølgerne fra pulsarvindtågen til sidst kunne passere igennem.

"Dette skete mellem den FØRSTE observation i 1998 og VLASS-observationen i 2018," sagde Hallinan.

Det nok mest berømte eksempel på en pulsarvindtåge er Krabbetågen i stjernebilledet Tyren, resultatet af en supernova, der skinnede klart i år 1054. Krabben er i dag let synlig i små teleskoper.

"Det objekt, vi har fundet, ser ud til at være cirka 10.000 gange mere energisk end krabben, med et stærkere magnetfelt," sagde Dong. "Det er sandsynligvis en ny "superkrabbe", tilføjede han.

Mens Dong og Hallinan anser VT 1137-0337 for højst sandsynligt at være en pulsarvindtåge, er det også muligt, at dens magnetfelt kan være stærkt nok til, at neutronstjernen kan kvalificere sig som en magnetar - en klasse af supermagnetiske objekter. Magnetarer er en førende kandidat til oprindelsen af ​​de mystiske Fast Radio Bursts (FRB'er), der nu er under intens undersøgelse.

"I så fald ville dette være den første magnetar, der blev fanget i færd med at dukke op, og det er også ekstremt spændende," sagde Dong.

Faktisk har nogle hurtige radioudbrud vist sig at være forbundet med vedvarende radiokilder, hvis natur også er et mysterium. De har en stærk lighed i deres egenskaber med VT 1137-0337, men har ikke vist tegn på stærk variabilitet.

"Vores opdagelse af en meget lignende kilde, der tænder, tyder på, at radiokilderne forbundet med FRB'er også kan være lysende pulsarvindtåger," sagde Dong.

Astronomerne planlægger at udføre yderligere observationer for at lære mere om objektet og for at overvåge dets adfærd over tid. + Udforsk yderligere

Stjernekollision udløser supernovaeksplosion