Astronomer har upptäckt ett sällsynt mönster i röntgenstrålarna som kommer från ett neutronstjärnsystem högst 16 300 ljusår bort.
Det stjärnsystemet, MAXI J1621−501, kom först den 9 oktober 2017, i data från Swift / XRT Deep Galactic Plane Survey som en udda punkt i rymden som blinkar oförutsägbart med röntgenstrålar. Det var ett tecken, skrev forskare i en ny artikel, om ett binärt system som innehöll både en normal stjärna och antingen en neutronstjärna eller svart hål. Både neutronstjärnor och svarta hål kan skapa oförutsägbara röntgenmönster när de absorberar material från sina följeslagare, men på mycket olika sätt.
I svarta hål, som Live Science tidigare har rapporterat, kommer röntgenstrålarna från materia som accelererar till extrema hastigheter och genererar enorm friktion när det faller mot tyngdkraften. I neutronstjärnor - superdena lik av jättestjärnor som exploderade men inte har kollapsat till singulariteter - kommer röntgenstrålarna från termonukleära explosioner på deras yttre skorpor. Något orsakar atomer att smälta samman på de yttersta delarna av dessa konstiga stjärnor, och släpper enorma energier som vanligtvis bara finns djupt inuti stjärnor (såväl som i kärnorna i kraftfulla vätebomber). En del av denna energi slipper ut som röntgenstrålningsljus.
Eftersom materien från en normal stjärna krossas till en supertiny, superheavy neutronstjärna, skapar dessa termonukleära explosioner svampmoln som är tillräckligt ljusa för att se med röntgen-teleskop. Författarna till denna nya artikel, som släpptes online 13 augusti i förtrycktidsskriftet arXiv, visar att röntgenutbrotten från MAXI J1621−501 kommer från termonukleära explosioner på ytan av duoens neutronstjärna - och att ljuset från dessa termonukleära explosioner följer ett mönster som upprepas ungefär var 78: e dag.
Källan till det mönstret är inte helt tydligt. Forskare har bara hittat cirka 30 andra ljus i rymden som flimrar på detta sätt, skrev forskarna. De hänvisar till mönster som denna som "superorbitalperioder." Det beror på att mönstret följer en cykel som varar mycket längre än de binära stjärnornas bana runt varandra, vilket i fallet med MAXI J1621−501 tar bara 3 till 20 timmar.
Författarna skrev den bästa förklaringen för denna 78-dagarsperiod från ett papper som publicerades i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 1999. Neutronstjärnor i binära system som denna, författarna skrev, är omgiven av virvlande moln av material som sugs av den vanliga stjärnan och mot neutronstjärnan och skapar en snurrande, gassig kjol som kallas en ackretionsskiva.
En enkel modell av dessa molnskivor antyder att de alltid är inriktade i en riktning - de skulle se ut precis som ringarna kring Saturnus om du skulle följa planeten runt i rymden och stirra kant på ringarna. I den modellen skulle du aldrig se någon förändring i röntgenljuset, eftersom du alltid skulle stirra på samma plats på ackretionsskivan mellan dig och neutronstjärnan. Den enda förändringen i ljuset skulle komma från förändringar i själva de termonukleära explosionerna.
Men verkligheten är mer komplicerad. Det som troligtvis händer, skrev författarna, är att den virvlande skivan runt neutronstjärnan i det här binära systemet vinglar från jordens perspektiv, som en topp som håller på att välta. Ibland sätter slingraren mer skiva mellan neutronstjärnan och jorden, ibland mindre. Vi kan inte se själva disken. Men om den vinglingen händer och den får skivan att korsa mellan oss och stjärnan var 78: e dag, skulle det skapa det mönster astronomer har observerat.
Astronomer tittade på MAXI J1621−501 i 15 månader efter upptäckten 2017, skrev forskarna och såg mönstret upprepa sex gånger. Det upprepades inte perfekt, och det fanns andra, mindre nedgångar i röntgenljuset. Men den slingrande disken förblir långt bort den bästa möjliga förklaringen för detta konstiga röntgenmönster i rymden.
