En snurrande kosmisk kadaver är allt som återstår av en tung stjärna som svävar omkring 4.600 ljusår från jorden efter att ha genomgått en explosiv död. Nu har astronomer funnit att detta lik är den mest massiva neutronstjärna som någonsin upptäckts.
I själva verket säger de att det är så massivt - ungefär 2,14 gånger massan av vår sol som packats in i en sfär som troligen är cirka 20 km över - att det är nära gränsen för att kunna existera alls.
Denna neutronstjärna, kallad J0740 + 6620, sänder ut radiorvågor och snurrar i en svimlande 289 gånger per sekund, vilket gör den till en pulsar. Den nya uppskattningen för pulsarmassan gör den heftigare än den tidigare rekordhållaren - en snurrande neutronstjärna som väger in cirka 2,01 gånger solens massa, sa huvudförfattaren Thankful Cromartie, en forskarstuderande vid University of Virginia. Att räkna ut den nya rekordhållarens massa "var helt spännande", tillade hon.
Forskarna upptäckte möjligheten att studera det stjärna liket i data som samlats in med radioteleskop vid Green Bank Observatory och Arecibo Observatory. Uppgifterna kommer från ett samarbete som kallas Nordamerikanska Nanohertz-observatoriet för gravitationskulor, eller NANOGrav, med målet att observera ett gäng av dessa snabbspinnande pulsars över hela himlen.
När de tittade på NANOGrav-datauppsättningar såg Cromartie och hennes team "ett ledtråd" om ett fysikfenomen som skulle göra det möjligt för dem att förutsäga massan på pulsaren. De använde sedan Green Bank Telescope i West Virginia för att söka mer efter detta "ledtråd".
Astronomerna märkte att baserat på pulsars placering, radiovågorna som den regelbundet sände ut borde ha nått teleskopet en smidge förr än de faktiskt gjorde. Kallas Shapiro-förseningen inträffar detta fysikfenomen när ett annat himmelsföremål kretsar runt en snurrande neutronstjärna, bunden av stjärnens tyngdkraft. När objektet, i detta fall en vit dvärgstjärna, passerar framför pulsaren, snurrar det kretsande föremålet något utrymmet runt där radiosignalen skulle färdas, så att radiovågorna anländer till våra teleskoper något försenade.
Forskare använder dessa förseningar för att beräkna massan för både pulsaren och den vita dvärgen.
Den senaste upptäckten kan avslöja mer information om supernovor och hur neutronstjärnor föds, sade Cromartie. Typiskt, när stora stjärnor dör, detonerar de som supernovor. En sådan explosion får stjärnan att kollapsa på sig själv och blir antingen en neutronstjärna eller, om den är riktigt massiv, ett svart hål.
Det finns en gräns för hur massiva neutronstjärnor kan vara, sa Cromartie. Forskare rapporterade 2017 att när en stjärna når 2,17 gånger solens massa, är den stjärnan dömd till en mörk existens som ett materiellt hungrigt svart hål. Detta antyder att J0740 + 6620 "verkligen driver den" gränsen, sa Cromartie. Något mer massivt, och stjärnan skulle ha kollapsat i ett svart hål.
Någon riktigt konstig fysik tros förekomma i sådana täta stjärnobjekt, "Fysiken som förekommer i stjärnorna är fortfarande riktigt dåligt förstått," sade hon. Att hitta ett som är nära gränsen för tillvaron skulle kunna avslöja mer om vad som händer djupt inuti, men också om hur mycket tätt material uppför sig, tillade hon.
Och så "att observera neutronstjärnor på detta sätt är typ av att använda ett laboratorium i rymden för att studera kärnfysik," tillade hon. Nu, sade hon, hoppas hon kunna göra mer regelbundna observationer av denna pulsar med teleskop som det kanadensiska vätgasintensitetskartläggningsexperimentet, eller CHIME, och NASA: s Neutron Star Interior Composition Explorer Telescope, eller NICER, som flyger ombord på den internationella rymdstationen . Med dessa observationer kunde hon finjustera massmätningen.
Forskarna rapporterade sina resultat 16 september i tidskriften Nature Astronomy.
- 9 idéer om svarta hål som kommer att blåsa ditt sinne
- De 12 konstigaste föremålen i universum
- 5 skäl till att vi kan leva i en multiverse
