Bildkredit: Chandra
Många av stjärnorna som vi ser i kulaformade stjärnkluster är faktiskt binära stjärnor, bildade när två stjärnor fastnar i varandras allvar. Chandra kan upptäcka den unika röntgensignaturen som en neutronstjärna avger, som är osynlig i ett optiskt teleskop. Forskningen tycks indikera att dessa neutronstjärnbinarier utgör mycket vanligare i kulakluster än i andra delar av en galax.
NASA: s Chandra röntgenobservatorium har bekräftat att nära möten mellan stjärnor bildar röntgenstrålande, dubbelstjärniga system i täta glödformade stjärnkluster. Dessa röntgenbinarier har en annan födelseprocess än sina kusiner utanför kulakluster och borde ha ett stort inflytande på klusterens utveckling.
Ett team av forskare under ledning av David Pooley från Massachusetts Institute of Technology i Cambridge utnyttjade Chandras unika förmåga att exakt lokalisera och lösa enskilda källor för att bestämma antalet röntgenkällor i 12 globulära kluster i vår Galaxy. De flesta av källorna är binära system som innehåller en kollapsad stjärna som en neutronstjärna eller en vit dvärgstjärna som drar materien från en normal, solliknande följeslagare.
"Vi fann att antalet röntgenbinarier är nära korrelerat med frekvensen av möten mellan stjärnor i klustren," sa Pooley. ”Vår slutsats är att binärerna bildas som en följd av dessa möten. Det handlar om att inte vårda naturen. "
En liknande studie ledd av Craig Heinke från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Mass., Bekräftade denna slutsats och visade att ungefär 10 procent av dessa binära röntgensystem innehåller neutronstjärnor. De flesta av dessa neutronstjärnor är vanligtvis tyst och spenderar mindre än 10% av sin tid aktivt matning från sin följeslagare.
Ett globalt kluster är en sfärisk samling med hundratusentals eller till och med miljoner stjärnor som surrar runt varandra i en gravitationellt bunden stellar bikupa med cirka hundra ljusår i diameter. Stjärnorna i ett kulformat kluster är ofta bara cirka en tiondel av ett ljusår från varandra. Som jämförelse är den närmaste stjärnan till solen, Proxima Centauri, 4,2 ljusår bort.
Med så många stjärnor som rör sig så nära varandra inträffar interaktion mellan stjärnor ofta i kulakluster. Stjärnorna, medan de sällan kolliderar, kommer tillräckligt nära för att bilda binära stjärnsystem eller får binära stjärnor att byta partner i komplicerade danser. Uppgifterna antyder att röntgenbina-rinsystem bildas i täta kluster som kallas kulakluster ungefär en gång om dagen någonstans i universum.
Observationer från NASA: s Uhuru-röntgensatellit under 1970-talet visade att kulakluster tycktes innehålla ett oproportionerligt stort antal binära röntgenkällor jämfört med Galaxy som helhet. Normalt är bara en av en miljard stjärnor medlem i ett binärt röntgensystem som innehåller en neutronstjärna, medan i kulakluster är fraktionen mer som en miljon.
Den nuvarande forskningen bekräftar tidigare förslag om att chansen att bilda ett binärt röntgensystem ökas dramatiskt av överbelastningen i ett globalt kluster. Under dessa förhållanden kan två processer, så kallade trestjärniga växlingskollisioner och tidvattenupptagningar, leda till tusenfaldigt ökat antal röntgenkällor i kulakluster.
I en växlingskollision möter en ensam neutronstjärna ett par vanliga stjärnor. Neutronstjärnens intensiva tyngdkraft kan inducera den mest massiva vanliga stjärnan att "byta partner" och koppla ihop sig med neutronstjärnan medan den lättare stjärnan kastas ut.
En neutronstjärna kan också göra en betkollision med en enda normal stjärna, och den intensiva tyngdkraften hos neutronstjärnan kan förvränga tyngdpunkten hos den normala stjärnan i processen. Energin som går förlorad i snedvridningen kan förhindra att den normala stjärnan rymmer från neutronstjärnan, vilket leder till vad som kallas tidvattenfångst.
"Förutom att lösa ett långvarigt mysterium, erbjuder Chandra-data en möjlighet till en djupare förståelse av den globala klusterutvecklingen," sa Heinke. "Till exempel kan den energi som frigörs vid bildandet av nära binära system hålla de centrala delarna av klustret från att kollapsa för att bilda ett massivt svart hål."
NASA: s Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Hanterar Chandra-programmet för Office of Space Science, NASA: s huvudkontor, Washington. Northrop Grumman från Redondo Beach, Kalifornien, tidigare TRW, Inc., var den främsta utvecklingsentreprenören för observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerar vetenskap och flygoperationer från Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Originalkälla: Chandra News Release
