Konstnärens uppfattning av gammastrålesignalen expanderar från SGR 1806-20. Bildkredit: NASA.Klicka för att förstora
En gigantisk explosion på en neutronstjärna halvvägs över Vintergalaxen, den största sådana explosionen som någonsin har registrerats i universum, bör göra det möjligt för astronomer för första gången att undersöka interiören i dessa mystiska stjärnobjekt.
Ett internationellt team av astrofysiker som kombinerar data från en NASA-röntgensatellit, Rossi X-ray Timing Explorer, rapporterar i 20: e numret av Astrophysical Journal Letters att explosionen gav vibrationer i stjärnan, som en ringklocka, som genererade snabba fluktuationer i röntgenstrålningen som den sände ut i rymden. Dessa röntgenpulser, som avges under varje sju sekunders rotation av den snabbspinnande stjärnan, innehöll frekvensvibrationerna i neutronstjärns massiva skakningar.
Precis som geologer undersöker jordens inre från seismiska vågor producerade av jordbävningar och solastronomer studerar solen med hjälp av chockvågor som reser genom solen, bör röntgenstrålningens fluktuationer som upptäcktes från denna explosion ge kritisk information om neutronstjärnornas inre struktur.
? Den här explosionen var liknande att slå neutronstjärnan med en gigantisk hammare, vilket fick den att ringa som en klocka ,? sa Richard Rothschild, en astrofysiker vid University of California? s Center for Astrophysics and Space Sciences och en av författarna till tidskapsrapporten. ? Nu är frågan: Vad betyder frekvensen för neutronstjärnans svängningar? Tonen som produceras av ringklockan?
? Betyder det att neutronstjärnor bara är ett gäng neutroner packade ihop? Eller har neutronstjärnor exotiska partiklar, som kvarkar, i sina centra som många forskare tror? Och hur flyter skorpan från en neutronstjärna ovanpå dess överflödiga kärna? Detta är en sällsynt möjlighet för astrofysiker att studera det inre av en neutronstjärna, eftersom vi äntligen har en del data som teoretiker kan tugga på. Förhoppningsvis kommer de att kunna berätta vad allt betyder.?
De största stjärnbävningarna slet genom neutronstjärnan med en otrolig hastighet och vibrerade stjärnan med 94,5 cykler per sekund. ? Detta är nära frekvensen för den 22: e tangenten på ett piano, F skarp ,? sa Tomaso Belloni, en italiensk medlem i laget som mätte signalerna.
Det internationella teamet, ledat av GianLuca Israel, Luigi Stella och Belloni från Italiens nationella institut för astrofysik, upptäckte svängningarna från data som det hämtades två dagar efter jul av Rossi X-Ray Timing Explorer, en satellit designad för att studera den fluktuerande X -utsläpp från stjärnkällor. De märkliga svängningarna som forskarna fann började tre minuter efter en titanisk explosion på en neutronstjärna som bara en tiondel av en sekund frigjorde mer energi än solen släpper ut på 150 000 år. Svängningarna avtog sedan gradvis efter cirka 10 minuter.
Neutronstjärnor är de täta, snabbt snurrande kärnorna av materia som är resultatet av krossningen av en stjärna som har tömt allt sitt kärnbränsle och exploderat i en katastrofisk händelse känd som en supernova. Kollapsen är så krossande att elektroner tvingas in i atomkärnan och kombineras med protoner för att bli neutroner. Den resulterande sfären av neutroner är så tät "att packa solens massa i en sfär bara 10 mil i diameter" att en sked av dess materie skulle väga miljarder ton på jorden.
De flesta av miljoner neutronstjärnor i vår Vintergalax producerar magnetfält som är en biljon gånger starkare än jordens. Men astrofysiker har upptäckt mindre än ett dussin ultrahög magnetiska neutronstjärnor, kallade "magnetar," med magnetfält tusen gånger större? stark nog för att ta bort information från ett kreditkort på ett avstånd halvvägs till månen.
Dessa intensiva magnetfält är tillräckligt starka för att de ibland spännar i skorpan av neutronstjärnor och orsakar "stjärnbävningar"? som resulterar i frisläppande av gammastrålar, en mer energisk strålningsform än röntgenstrålar. Fyra av dessa magnetar är kända för att göra just det och benämns ”soft gamma repeater” ,? eller SGRS, av astrofysiker eftersom de blossar upp slumpmässigt och släpper en serie korta skurar av gammastrålar.
SGR 1806-20, den formella beteckningen av neutronstjärnan som exploderade och skickade röntgenstrålar översvämmade genom galaxen den 27 december 2004 - producerar en blixt ljusare än någonsin upptäckt bortom solsystemet? Är en av dem. Blixten var så ljus att den förblindade alla röntgensatelliter i rymden ett ögonblick och tände upp jordens övre atmosfär.
Astrofysiker misstänker bristen av gammastråle och röntgenstrålning från denna ovanligt stora explosion kunde ha kommit från ett mycket tvinnat magnetfält som omger neutronstjärnan som plötsligt knäppte och skapade en titanisk jordbävning på neutronstjärnan.
? Scenariot var förmodligen analogt med ett vridet gummiband som slutligen brast och under processen släppte en enorm mängd energi ,? sa Rothschild. ? Med denna energiutlösning kunde det magnetiska fältet som omger magneten antagligen koppla av till en mer stabil konfiguration.
Den 27 december upptäcktes energi av flera andra NASA- och europeiska satelliter och inspelades av radioteleskop runt om i världen. Det har redan varit föremål för många vetenskapliga artiklar som publicerats under de senaste månaderna.
? Den plötsliga och överraskande förekomsten av denna gigantiska bloss, som kommer att hjälpa oss att lära oss mer om magneternas karaktär och den inre sammansättningen av neutronstjärnor ,? sade Rothschild,? understryker vikten av att ha satelliter och teleskop med kapacitet att registrera ovanliga och oförutsägbara fenomen i universum.
Andra medlemmar av det internationella teamet var Pier Giorgio Casella, Simone Dall? Osso och Massimo Persic från Italiens National Institute of Astrophysics; Yoel Rephaeli från UCSD och University of Tel Aviv; Duane Gruber, tidigare från UCSD och nu på Eureka Scientific Corporation i Oakland, Calif; och Nanda Rea från National Institute for Space Research i Nederländerna.
Originalkälla: UCSD News Release
Här är en länk till de största stjärnorna i universum.
