Google

Translate blog

fredag 27 januari 2023

Mystiska blixtrar kan komma från Neutronstjärnor.

 


Citerat fritt från vikipedia; En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sin existens stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps och stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan är större 1,4–3 solmassor sker en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och material utspridda  från supernovan i närområdet. Slut citat.

Upptäckten av de oscillerande frekvenserna från två korta gammablixtar är det bästa beviset hittills för när två massiva neutronstjärnor under ett kort ögonblick lyckas trotsa gravitationen innan de sammanslås och bildar ett svart hål.

En neutronstjärna bildas när en stor stjärna har slut på bränsle och exploderar och lämnar efter sig en supertät rest (blir en neutronstjärna) som kan innebära att den massa som en stjärna som vår sol innehåller får en storlek som en stad som Boston

Vanligtvis kan en neutronstjärna bara innehålla lite mer än två gånger solens massa innan den genomgår en gravitationskollaps och bildar ett svart hål. Men när två ordinära neutronstjärnor i ett binärt system smälter samman kan deras kombinerade massa överskrida denna gräns - men bara en kort stund. En ovanlig händelse och kort syn som är svår att upptäcka. OBS en stjärna i storlek som vår sol eller mindre får inte sitt slut i en supernova. Den sväller istället upp till en röd jätte för att sedan krympa ihop till en vit dvärg.

Det måste börja med att två neutronstjärnor i ett binärt system bildar en hypermassiv neutronstjärna i annat fall skulle det ske en direkt kollaps till ett svart hål, säger Cecilia Chirenti, som lett forskningen, till Space.com. Chirenti är astrofysiker vid University of Maryland, NASA: s Goddard Space Flight Center i Maryland och Center for Mathematics, Computation and Cognition vid Federal University of ABC i Brasilien.

När två neutronstjärnor kolliderar sker ett explosion som ses som ett ljusstarkt sken som kallas kilonova 

Innebärande en explosion bestående av gravitationsvågor och en kort gammablixt (GRB). En explosion av gammastråle som vanligtvis varar mindre än två sekunder. Arbete med datorsimuleringar förutsäger att hypermassiva neutronstjärnor kan bildas initialt innan de kollapsar till ett svart hål bevisen för dessa gravitationstrotsande kroppar hittas i de oförklarliga svängningar i en gammastrålningsfrekvens.

Chirentis team sökte i studien igenom register av mer än 700 korta GRB innan de fann två korta GRB som skilde ut sig. Dessa två GRB upptäcktes genom Burst and Transient Source Experiment (BATSE) ur NASA: s nu pensionerade Compton Gamma-Ray Observatory-satellit isom samlades in i början av 1990-talet. Händelserna kallas GRB 910711 och GRB 931101B och visade något (men inte exakt) rytmiska flimmer i frekvensen i dessa gammastrålar.

Dataimuleringar förutspår att dessa kvasi-periodiska svängningar skulle vara ett naturligt resultat av  bildandet av en massiv neutronstjärna med en massa med mellan 2,5 och 4 solmassor. En sådan hypermassiv neutronstjärna skulle inte kollapsa direkt eftersom olika delar av en neutronstjärna snurrar i olika takt vilket förhindrar en kollaps.

En hypermassiv neutronstjärna skulle dock inte vara helt stabil. Material på dess yta rör sig och stör orienteringen av stjärnans magnetiska poler vilket då avger gammastrålar kaosartat. Tidigare sökningar efter GRB-svängningar hade tills nu inte resulterat i något eftersom man då uteslutande letat efter periodiska svängningar. Chirentis team insåg att de dynamiska egenskaperna hos en hypermassiv neutronstjärna  skulle leda till kvasi-periodiska svängningar. GRB 910711 och GRB 931101B, passar in i detta påstående.

En hypermassiv neutronstjärna kan inte existera länge. Gravitationsvågor som emitteras under sammanslagningen av två neutronstjärnor berövar den då bildade hypermassiva neutronstjärnan en del av dess vinkelmoment (rotationsmoment) något som  minskar dess spinn så tyngdkraften tar över. "Enligt datasimuleringarna kommer den hypermassiva neutronstjärnan att rotera snabbt och då troligen förlora materia och oscillera innan den kollapsar till ett svart hål med en ackretionsskiva", sa Chirenti. 

En hypermassiv neutronstjärnas existens skulle bestå endast några hundra millisekunder. Detta låter som en kort tid, men tänk då på att hypermassiva neutronstjärnor skulle vara de snabbast snurrande stjärnorna i universum och slutföra ett varv på 1,5 millisekunder eller mindre. En hypermassiv neutronstjärna hinner därför snurra flera hundra gånger innan den kollapsar.

GRB kan indikera att hypermassiva neutronstjärnor troligen är sällsynta men Chirenti ser det inte så.

"Det kan finnas andra aspekter relaterade till genereringen av GRB som kan göra det svårt att upptäcka signaturen hos en hypermassiv neutronstjärna", sa hon. Frekvensmoduleringen av gravitationsvågorna "bör dock kunna detekteras lättare av nästa generation av gravitationsvågdetektorer om 10 till 15 år", säger Chirenti.

Bild vikipedia som visar en modell av uppbyggnaden av en neutronstjärna.

Inga kommentarer: