Ondskapsfulla, snabbt blinkande "svarta änka" och "redback" -pulsarer pricker natthimlen. Dessa våldsamma stjärnor spränger sina mindre stjärnpartners till bitar när de piskar dem runt i trånga binära banor och kannibaliserar de mindre partnerna i processen. Och i en ny artikel har forskare avslöjat historien bakom dessa hungriga stjärnor.
Det är ingen tillfällighet att astronomer namngav dessa system - platser i rymden där en liten, tung, snabbspinnande neutronstjärna aktiverar sig själv genom att riva isär en liten binär partner - efter dödliga spindlar. Både ryggbackar och svarta änkekvinnor äter hanen levande efter sex. (I stjärnor, som hos spindlar, ansluter svarta änkor till mindre partners.) Redback och svarta änkor är underkategorier av "millisekund pulsarer", neutronstjärnor som snurrar så snabbt att de blinkar jorden med några få fraktioner av ett millisekund. Men fram till nu kunde ingen förklara hur dessa otäcka stjärnor bildades.
Neutronstjärnor är de ultradena resterna av kollapsade stjärnor. De är inte större än en liten stad, de överväger dock vår sol. Forskare har varit tvungna att uppfinna helt ny fysik för att förklara hur materien beter sig inuti dem. (Men till skillnad från svarta hål är de inte riktigt täta för att bilda singulariteter.) Forskare kallar dem pulsars, eftersom de ofta tycks i teleskop som regelbundet pulserande ljuskällor. De flesta snurrar mycket snabbare än vanliga stjärnor, och deras regelbundna rotationer kan fungera som klockor som kryssar i rymden.
Men en neutronstjärna på egen hand snurrar vanligtvis inte tillräckligt snabbt för att vara en millisekund pulsar, skrev forskarna i den nya studien. Någon extern energikälla måste sparka pulsaren upp till dess rotationshastighet. Det är därför de flesta millisekund pulsarer dyker upp i binära system. Astronomer tror att en vit dvärg kollapsar ihop till en neutronstjärna, och då börjar den någon gång suga en ström av materia från sin binära tvilling. Energin från den materiens ström ställer in neutronstjärnan som snurrar mycket snabbare än vid födseln.
Redbacks och svarta änkor passar dock i allmänhet inte den här modellen. Ofta den tyngre partner i deras lilla binära system, låsta i trånga banor, deras intensiva röntgenstrålar spränger materia från ytorna på deras följeslagare stjärna, slå den miniatyrstjärna i rymden och sedan suger den tillbaka med tyngdkraften. Massorna och energierna som rör sig runt dessa system är mycket ovanliga jämfört med typiska millisekund pulsarsystem. Som ett resultat, skrev forskarna, verkar den normala modellen för hur följeslagare stjärnor påskyndar millisekund pulsars inte tillämpas.
I den nya artikeln, som publicerades 14 augusti i The Astrophysical Journal, förfinade ett team av forskare den modellen. Deras papper tar hänsyn till den kraftfulla magnetiska energin från neutronstjärnor och visar hur en neutronstjärns magnetism kan begränsa allt material som sprängts av följeslagaren i neutronstjärnens nord- och sydpoler. Det förändrar situationens underliggande mekanik, skrev de och visar att även den mindre partner i redback-system och många svarta änksystem kan påskynda pulsarserna till millisekunders hastigheter.
Denna magnetismteori kan dock inte förklara alla svarta änkor som vi känner till. Men detta arbete borde eliminera behovet av vissa mer dramatiska teorier - som den som publicerades i The Astrophysical Journal 2015, vilket tyder på att kanske dessa typer av neutronstjärnor helt enkelt är födda som millisekund pulsars och inte behöver någon hjälp att påskynda.
