Nya slag av radiovågor kommer från en neutronstjärna

 

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den till en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner med övriga restmaterial utspridd bortom supernovan. vikipedia.

Neutronstjärnor kan avge radiovågor som sveper runt i universum. Detta om neutronstjärnan snurrar och producerar regelbundna blixtar likt en fyr gör på Jorden. Forskare känner för närvarande till cirka 3 000 sådana neutronstjärnor i Vintergatan. Men den nya upptäckten liknar ingenting som hittills setts. Teamet tror att den kan tillhöra den i teorin klassen av ultralånga magnetarer med extremt starka magnetfält. Då skulle neutronstjärnaPSR J0901-4046  vara den första som hittats och bekräfta att denna klass av neutronstjärnor finns mer än i teorin. 

 PSR J0901-4046  roterar extremt långsamt (för att vara en neutronstjärna) och fullbordar en rotation var 76: e sekund. Upptäckten gjordes med hjälp av radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika och  publicerades i tidskriften Nature Astronomy den 30 maj 2022. Studien leddes av medlemmar ur den ERC-finansierade MeerTRAP-gruppen (More Transients and Pulsars) vid University of Manchester.

PSR J0901-4046 finns i stjärnbilden Seglet och upptäcktes ursprungligen från en enda blixt eller puls med  MeerTRAP-instrumentet medan bildobservationer av den leddes av ett annat team vid ThunderKAT. 

 MeerTRAP och ThunderKAT arbetade därefter nära tillsammans för att pussla ihop upptäckten. Genom att kombinera data från de två teamen var det möjligt att bekräfta radiopulserna och få en exakt position av källan vilket möjliggjorde detaljerade och mer känsliga uppföljningsobservationer. Dr Manisha Caleb, tidigare vid University of Manchester och nu vid University of Sydney, som ledde forskningen beskrev: Otroligt nog har vi upptäckt radioemission från endast denna källa under 0,5 % av dess rotationsperiod. Det betyder att det är en slump att radiostrålen skär jorden så vi kunde upptäcka den.

Det är troligt att det finns många fler av dessa mycket långsamt snurrande neutronstjärnor i galaxen vilket har viktiga konsekvenser för hur neutronstjärnor föds och åldras. Den nyupptäckta neutronstjärnan PSR J0901-4046 uppvisar egenskaper hos pulsarer men också av magnetarer med ultralång pulsperiod och snabba radioblixtar. Medan den producerade radiostrålenergin antyder ett pulsarursprunget påminner om pulser med kaotiska subpulskomponenter medan polarisationen av pulserna påminner om magnetarer  medan spinnperioden för PSR J0901-4046 kan vara mer lik den hos en vit dvärgstjärna, en annan mindre extrem typ av stjärnrest. 

Det är för närvarande oklart hur länge denna neutronstjärna har avgett radiostrålning. PSR J0901-4046 upptäcktes i en välstuderad del av galaxen, men radioteleskop söker vanligtvis inte efter så långa korta rotationsperioder eller pulser som varar mer än några tiotals millisekunder som i detta fall.

Den känslighet som MeerKAT ger i kombination med den sofistikerade sökning som var möjlig med MeerTRAP gav en möjlighet att göra samtidiga bilder av himlen av upptäckten möjlig. beskriver Dr. Ian Heywood från ThunderKAT-teamet och University of Oxford i studien.

Att upptäcka liknande källor är observationsmässigt utmanande vilket innebär att det kan finnas en större oupptäckt population av samma slag av neutronstjärnor som väntar på att avslöjas. Det kan utifrån denna upptäckt finnas en ny klass av radiokällor, neutronstjärnor med ultralång period, vilket tyder på en möjlig koppling till utvecklingen av högmagnetiserade neutronstjärnor, ultralånga magnetarer och snabba radiostrålutbrott och PSR J0901-4046  kan vara den första upptäckten.

Bild vikipedia som visar hur en neutronstjärna är byggd upp. OBS inte att förväxla med en vit dvärgstjärna vilket blir slutstadiet för vår sol.