Bildkredit: Chandra
Astronomer som använder Australia Telescope Compact Array har hittat en snabbt snurrande neutronstjärna som skar ut materialstrålar med nästan ljusets hastighet. Strålar som denna har bara sett tidigare komma ut från svarta hål, och denna upptäckt utmanar teorin att bara miljön runt ett svart hål kan vara så energisk. Astronomerna studerade Circinus X-1, ett objekt som ligger ungefär 20 000 ljusår bort, vilket är en ljus källa till röntgenstrålar. De vet att det är en neutronstjärna, men den har också dessa ovanliga egenskaper.
Forskare som använder CSIRO: s Australia TelescopeCompact Array, ett radiosyntes teleskop i New South Wales, Australien, har sett en neutronstjärna spottar ut en jetstråle mycket nära ljusets hastighet. Detta är första gången en så snabb jet ses från något annat än ett svart hål.
Upptäckten, som rapporterades i veckans nummer av naturen, utmanar tanken att bara svarta hål kan skapa förutsättningar som krävs för att påskynda partiklar med extrem hastighet.
"Att göra jetplan är en grundläggande kosmisk process, men en som fortfarande inte är väl förståd även efter decennier av arbete," säger teamledaren Dr. Rob Fender från University of Amsterdam.
"Det vi har sett borde hjälpa oss att förstå hur mycket större föremål, som massiva svarta hål, kan producera jetstrålar som vi kan se halvvägs över universum."
Forskarna, från Nederländerna, Storbritannien och Australien, studerade Circinus X-1, en ljus och variabel källa till kosmiska röntgenstrålar, under en treårsperiod.
Circinus X-1 ligger i vår galax, cirka 20 000 ljusår från jorden, i stjärnbilden Circinus nära södra korset.
Den består av två stjärnor: en "vanlig" stjärna, troligen cirka 3 till 5 gånger massan av vår sol, och en liten kompakt följeslagare.
"Vi vet att följeslagaren är en neutronstjärna från den typ av röntgenbristningar som det har visat sig ge av", säger teammedlem Dr. Helen Johnston från University of Sydney.
”Dessa röntgenbristningar är ett tecken på en stjärna som har en yta. Ett svart hål har inte en yta. Så följeslagaren måste vara en neutronstjärna. ”
En neutronstjärna är en komprimerad, mycket tät materieboll som bildas när en jätte- stjärna exploderar efter att dess kärnbränsle har slut. I hierarkin för extrema objekt i universum är det bara ett steg bort från ett svart hål.
De två stjärnorna i Circinus X-1 interagerar, med neutronstjärns tyngdkraft som drar materien från den större stjärnan på neutronstjärnans yta.
Denna "ackretion" -process genererar röntgenstrålar. Styrkan i röntgenstrålningen varierar med tiden, vilket visar att de två stjärnorna i Circinus X-1 reser runt varandra i en mycket långsträckt bana med en 17-dagarsperiod.
"När de närmast närmar sig är de två stjärnorna nästan rörande," säger Dr. Johnston.
Sedan 1970-talet har astronomer visat att Circinus X-1 producerar såväl radiovågor som röntgenstrålar. En stor "nebula" av radioutsläpp ligger runt röntgenkällan. Inom nebulan ligger den nyfundna strålen med radioemitterande material.
Strålar tros komma ut, inte från svarta hål själva, utan från deras 'ackretionsskiva' - bältet av nedtagna stjärnor och gas som ett svart hål drar in mot den.
I Circinus X-1 är det troligt att ackretionsskivan varierar med 17-dagarscykeln och är som mest intensiv när stjärnorna är närmast i bana.
Strålen från Circinus X-1 reser med 99,8% av ljusets hastighet. Detta är det snabbaste utflödet som sett från något objekt i vår Galaxy, och matchar det från de snabbaste strålarna som skjuts ut från andra kompletta galaxer. I dessa galaxer kommer strålarna från supermassiva svarta hål, miljontals eller miljarder gånger solens massa, som ligger i galaxernas centrum.
Oavsett vilken process som accelererar jetstrålarna till nära ljusets hastighet, förlitar det sig inte på de speciella egenskaperna hos ett svart hål.
"Nyckelprocessen måste vara en gemensam för både svarta hål och neutronstjärnor, såsom tillträngningsflöde," säger Dr Kinwah Wu från Unversity College London, Storbritannien.
Originalkälla: CSIRO News Release
