Astronomi är en vetenskap om ytterligheter - den största, den hetaste och den mest massiva. Idag tillkännagav astrofysiker Bryan Gaensler (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) och kollegor att de har kopplat samman två av astronomiens ytterligheter, vilket visar att några av de största stjärnorna i kosmos blir de starkaste magneterna när de dör.
"Källan till dessa mycket kraftfulla magnetiska objekt har varit ett mysterium sedan de första upptäcktes 1998. Nu tror vi att vi har löst det mysteriet," säger Gaensler.
Astronomerna baserar sina slutsatser på data som tagits med CSIRO: s Australia Telescope Compact Array och Parkes radioteleskop i östra Australien.
En magnetar är en exotisk typ av neutronstjärna - en stor boll av neutroner skapade när en massiv stjärnkärna kollapsar i slutet av sin livstid. En magnetar har vanligtvis ett magnetfält mer än en kvadrillion gånger (en följt av 15 nollor) starkare än jordens magnetfält. Om en magnetar var belägen halvvägs till månen, kan den rensa informationen från alla kreditkort på jorden.
Magnetarer spottar ut skur av högenergi röntgenstrålar eller gammastrålar. Normala pulsars avger strålar med lågenergi radiovågor. Endast cirka 10 magnetar är kända, medan astronomer har hittat mer än 1500 pulsars.
"Både radiopulsars och magnetar finns ofta i samma regioner i Vintergatan, i områden där stjärnor nyligen exploderade som supernovaer," förklarar Gaensler. "Frågan har varit: om de är belägna på liknande platser och är födda på liknande sätt, varför är de så olika?"
Tidigare forskning har antytt att massan av den ursprungliga föddstjärnan kan vara nyckeln. Nya artiklar av Eikenberry et al (2004) och Figer et al (2005) har föreslagit denna anslutning, baserad på att hitta magnetar i kluster av massiva stjärnor.
"Astronomer brukade tro att riktigt massiva stjärnor bildade svarta hål när de dog", säger Dr Simon Johnston (CSIRO Australia Telescope National Facility). "Men under de senaste åren har vi insett att några av dessa stjärnor kan bilda pulsars, eftersom de går på ett snabbt viktminskningsprogram innan de exploderar som supernovaer."
Dessa stjärnor förlorar mycket massa genom att blåsa bort den i vindar som är som solens solvind, men mycket starkare. Denna förlust skulle göra det möjligt för en mycket massiv stjärna att bilda en pulsar när den dog.
För att testa denna idé undersökte Gaensler och hans team en magnet som heter 1E 1048.1-5937, som ligger ungefär 9 000 ljusår bort i stjärnbilden Carina. För ledtrådar om den ursprungliga stjärnan studerade de vätgas som låg runt magnetaren med hjälp av data som samlats in av CSIRO: s Australia Telescope Compact Array-radioteleskop och dess 64-m Parkes radioteleskop.
Genom att analysera en karta över neutral vätgas, lokaliserade teamet ett slående hål som omger magneten. "Beviset pekar på att detta hål är en bubbla som ristats ut av vinden som strömmade från den ursprungliga stjärnan," säger Naomi McClure-Griffiths (CSIRO Australia Telescope National Facility), en av forskarna som gjorde kartan. Hålets egenskaper indikerar att föddstjärnan måste ha varit cirka 30 till 40 gånger solens massa.
En annan ledtråd till skillnaden mellan pulsar och magnet kan ligga i hur snabba neutronstjärnor snurrar när de bildas. Gaensler och hans team föreslår att tunga stjärnor kommer att bilda neutronstjärnor som snurrar upp till 500-1000 gånger per sekund. Sådan snabb rotation borde driva en dynamo och generera superstrong magnetfält. "Normala" neutronstjärnor föds och snurrar bara 50-100 gånger per sekund, vilket hindrar dynamo från att arbeta och lämna dem med ett magnetfält som är 1000 gånger svagare, säger Gaensler.
"En magnetar går igenom en kosmisk extrem makeover och hamnar mycket annorlunda än sina mindre exotiska radiopulsar-kusiner," säger han.
Om magnetar verkligen är födda från massiva stjärnor, kan man förutsäga vad deras födelseshastighet ska vara jämfört med radiopulsars.
"Magneter är de sällsynta` vita tigrarna 'från stellar astrofysiker, säger Gaensler. ”Vi uppskattar att magnetfödelsetalen bara kommer att vara ungefär en tiondel än för normala pulsars. Eftersom magnetar också är kortlivade kan de tio vi redan har upptäckt vara nästan alla som finns där ute.
Teamets resultat kommer att publiceras i ett kommande nummer av The Astrophysical Journal Letters.
Detta pressmeddelande utfärdas i samband med CSIRO: s National Telescope National Facility.
Huvudkontoret ligger i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) är ett gemensamt samarbete mellan Smithsonian Astrophysical Observatory och Harvard College Observatory. CfA-forskare, organiserade i sex forskningsavdelningar, studerar universums ursprung, evolution och slutliga öde.
Originalkälla: CfA News Release
