Neutronstjärnor kan vara höljda i moln av "axioner

 

Bild wikipedia modellen visar uppbyggnaden av en neutronstjärna.

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sin existens stöter bort sitt yttre lager inträffar en gravitationskollaps och stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och övrigt material av utspridda rester från supernovan.

Axionen är en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll, det vill säga den är en boson. För mer om  elementarpatiklar se här 

Ett forskarlag bestående av fysiker från universiteten i Amsterdam, Princeton och Oxford har visat att extremt lätta partiklar, så kallade axioner, kan finnas i stora moln runt neutronstjärnor.  Axioner är också kända som en ledande kandidat för att förklara vad mörk materia består av ett av de största mysterierna inom fysiken. Mycket tyder på att cirka 85 % av materian i vårt universum är "mörkt", vilket helt enkelt betyder att det inte består av någon typ av materia som vi känner till och för närvarande kan observera.

Istället kan man bara indirekt dra slutsatsen att det finns mörk materia genom att något okänt påverkar gravitationen på materia (min misstanke är att det istället är något i gravitation vi inte förstår –kanske strängteorin ska studeras mer).

När axioner utsätts för elektriska och magnetiska fält förväntas de kunna omvandlas till fotoner – ljuspartiklar – och vice versa. Ljus är något vi vet hur man observerar, men som nämnts bör omvandlingsstyrkan vara mycket liten och därför är också mängden ljus som axioner i allmänhet producerar låg. Det vill säga om man inte tar hänsyn till en miljö som innehåller en väldigt massiv mängd axioner och då helst i mycket starka elektromagnetiska fält.

Detta fick forskarna att börja fundera på neutronstjärnor, de tätast kända objekten i  universum. Dessa objekt har massor som liknar solens men har komprimerats till stjärnor som är 12 till 15 kilometer stora. Sådana extrema densiteter skapar en extrem miljö med enorma magnetfält, miljarder gånger starkare än något vi har på jorden.

Ny forskning har visat att om axioner existerar, gör dessa magnetfält i neutronstjärnor det möjligt att massproducera axioner nära  ytan (om dessa teoretiska  axioner existerar i verkligheten). Även om inga axionmoln hittills har observerats vet vi med de nya studieresultaten mycket exakt vad vi ska leta efter och var vilket gör en grundlig sökning efter axioner  mer möjlig att genomförbara.

Även om huvudpunkten på sökandet efter axionmoln", är huvudintresset öppnar arbetet också upp flera nya teoretiska vägar att utforska beskriver forskarna vilka beskriver sitt arbete som. ”Axion Clouds around Neutron Stars, Dion Noordhuis, Anirudh Prabhu”, författare Christoph Weniger, Samuel J. Witte, Physical Review X 14, 041015 (2024).

Nya rön om hur man undersöker kärnan i neutronstjärnor.

 

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 då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar(fritt ur vikipedia).

Med en radie på cirka tolv kilometer kan en neutronstjärna likväl ha mer än dubbelt så stor massa som solen. Materian i dem är packad upp till fem gånger så tätt som i en atomkärna; Tillsammans med svarta hål är neutronstjärnor de massivaste objekten i universum. En hypotes är att atomkärnornas byggstenar i neutronstjärnor protoner och neutroner – deformeras till plattor och strängar och då  liknar lasagne eller spagetti vilket forskare kallar för "kärnpasta".

Forskare vid Institutionen för fysik vid TU Darmstadt och Niels Bohr-institutet i Köpenhamn har nu antagit ett nytt teoretiskt angreppssätt för att undersöka tillståndet av kärnmateria i neutronstjärnors inre. De visade att både neutroner och protoner kan "droppa ut" från atomkärnor och stabilisera "kärnpastan". Resultatet av projektet rapporterades i tidskriften "Physical Review Letters".

Darmstadtforskarna under ledning av Achim Schwenk är experter på teoretisk kärnfysik och neutronstjärnor  är ett av deras forskningsintressen. I sitt nuvarande arbete fokuserar de på skorpan (ytan) på dessa extrema objekt. Materien i det yttre höljet är inte lika tät som i dess inre och på ytan finns fortfarande vanliga atomkärnor. När densiteten ökar utvecklas ett överskott av neutroner i atomkärnorna. Neutroner kan sedan "droppa" ut ur kärnorna, ett fenomen som kallas "neutrondropp". Atomkärnor rör sig i en slags neutronsås.

– Vi frågade oss om även protoner kan droppa ut ur kärnorna lika lätt, beskriver Achim Schwenk. Forskarlaget tillsammans med Jonas Keller och Kai Hebeler från TU Darmstadt och Christopher Pethick från Niels Bohr-institutet i Köpenhamn har nu beräknat tillståndet för kärnmateria under förhållandena i neutronstjärnans skorpa. Till skillnad från tidigare beräknade de direkt dess energi som en funktion av protonfraktionen. Dessutom inkluderade de dessas parvisa interaktionerna mellan partiklar i sina beräkningar samt de mellan tre nukleoner.

Metoden lyckades: Forskarna kunde visa att protoner i den inre jordskorpan även de droppar ut ur atomkärnorna. Så "protondropp" existerar faktiskt. Denna fas som består av protoner samexisterar med neutronerna. – Vi kunde även visa att den här fasen gynnar fenomenet nukleär pasta, beskriver Schwenk. Tack vare protonerna som strös in i "såsen" kan nukleonerna  existera i en spaghetti- och lasagneform. Studiens resultat gör det möjligt för teamet att förfina bilden av kärnmateria på ytan av neutronstjärnor.

Bild vikipedia modell av neutronstjärna.

Neutronstjärnan som snurrar i så långsam takt att det är förunderligt.

 

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 och 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 och övrigt material i form av utspridda rester från supernovan.

Australiska forskare från University of Sydney och Australiens nationella vetenskapsbyrå, CSIRO, har upptäckt vad som sannolikt är en neutronstjärna som snurrar långsammare än någon annan som hittills upptäckts. Ingen annan radioemitterande neutronstjärna, av de mer än 3000 som hittills upptäckts, har setts rotera så långsamt som denna.

Huvudförfattaren till en artikel om fyndet Dr Manisha Caleb från University of Sydney Institute for Astronomy beskriver: "Det är mycket ovanligt att upptäcka en neutronstjärna som sänder ut radiopulsar så långsamt. Att signalen upprepas i en så lugn takt är extraordinärt.

 Denna ovanliga neutronstjärna sänder ut radioljus med en hastighet som är för långsam för att passa in i nuvarande beskrivningar av radioneutronstjärnors beteende. Detta ger nya insikter i de komplexa livscyklerna hos stjärnobjekt. Ursprunget till en så långperiodisk signal är fortfarande ett stort mysterium även om två typer av stjärnor är huvudmisstänkta – vita dvärgstjärnor och neutronstjärnor. 

– Det som är spännande är hur det här objektet uppvisar tre distinkta emissionstillstånd, vart och ett med egenskaper som är helt olikt de två andra. Radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika spelade en avgörande roll för att skilja mellan dessa egenskaper. Om signalerna inte kom från samma punkt på himlen skulle vi inte ha trott att det var samma objekt som producerade dessa olikartade signaler, beskriver Caleb.

Även om en isolerad vit dvärg med ett utomordentligt starkt magnetfält skulle kunna producera den observerade signalen (teoretiskt)  är det förvånande att närliggande högmagnetiska isolerade vita dvärgar aldrig har upptäckts. Omvänt kan en neutronstjärna med extrema magnetfält på ett ganska elegant sätt förklara de observerade emissionerna.

Enligt astronomerna anses den troliga förklaringen till objektet vara en  neutronstjärna som snurrar långsamt. Men tillägger att de inte kan utesluta att objektet är en del av ett dubbelstjärnsystem bestående av en neutronstjärna eller en vit dvärg.

Mer forskning kommer att krävas för att bekräfta vad objektet är. Hur som helst kommer fortsatt undersökning att ge värdefulla insikter i fysiken hos dessa extrema objekt.

– Det kan till och med betyda att vi får ompröva vår sedan decennier förståelse av neutronstjärnor och vita dvärgar i hur de sänder ut radiovågor och hur deras populationer ser ut i vår galax Vintergatan, beskriver Caleb.

Resultaten av upptäckten publicerades nyligen i Nature Astronomy.

Bild https://www.sydney.edu.au/ Illustratörs avbildning av CSIRO:s radioteleskop ASKAP med två versioner av det mystiska himlaobjektet: neutronstjärna eller vit dvärg? Upphovsman: Carl Knox/OzGrav

En studie av kollisioner mellan neutronstjärnor och svarta hål

 

Ett svart hål är enligt den allmänna relativitetsteorin en koncentration av massa med ett så starkt gravitationsfält att ingenting, inte ens ljus, kan övervinna massans gravitation.

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 i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och övrigt material, utspridda rester från supernovan.

Forskare vid University of Minnesota Twin Cities College of Science and Engineering ledde nyligen en studie med ett internationellt team som resulterade möjligheten till att förbättra upptäckten avgravitationsvågor.

Forskningen syftade till att skicka varningar till astronomer och astrofysiker inom 30 sekunder efter en upptäckt av en sådan vilket kan bidra till att förbättra förståelsen av neutronstjärnor och svarta hål och hur tunga grundämnen, inklusive guld och uran, bildas ( i tid och rum). Forskningen är en del av LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) Collaboration, ett nätverk av gravitationsvågsinterferometrar över hela världen.

 Detta är den fjärde observationsomgången med Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) och den kommer att vara igång till och med februari 2025. Under de tre senaste observationsperioderna har forskare förbättrat detektionen från signaler av detta slag. Efter att denna fjärde observationskörning är klar kommer forskarna att fortsätta att se på insamlad data och göra ytterligare förbättringar av programvaran med målet att än snabbare skicka ut information då händelser av ovan slag sker .

Resultatet från ovan studie publicerades nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), en referentgranskad, open access, vetenskaplig tidskrift. I den multiinstitutionella artikeln ingick förutom Toivonen även Michael Coughlin, biträdande professor vid School of Physics and Astronomy vid University of Minnesota.

LIGO finansieras av National Science Foundation och drivs av Caltech och MIT. Mer än 1 200 forskare och cirka 100 institutioner från hela världen deltar i arbetet genom LIGO Scientific Collaboration.

Bild vikipedia modell av en neutronstjärna.

En överraskande gravitationsvåg

 

Forskare vid Institute of Cosmology and Gravitation ICG har upptäckt en anmärkningsvärd gravitationsvåg som kan bli nyckeln till att lösa ett kosmiskt mysterium.

Upptäckten kommer från den senaste uppsättningen resultat som tillkännagavs den5 april av LIGO-Virgo-KAGRA samarbetet. Ett samarbete som består av mer än 1 600 forskare från hela världen, inklusive ovan nämnda ICG och som syftar till att hitta gravitationsvågor att använda i grundforskning.

I maj 2023, strax efter början av den fjärde LIGO-Virgo-KAGRA-observationanalysen upptäcktes i LIGO Livingston-detektorn i Louisiana i USA, en gravitationsvåg från en kollision mellan vad som troligen var en neutronstjärna och ett kompakt (okänt) objekt med en massa på 2,5 till 4,5 gånger vår sols.

Både neutronstjärnor och svarta hål är kompakta objekt efter resterna av massiva stjärnexplosioner (supernovor). Det som gör ovan signal som fått beteckningen GW230529 intressant är massan hos det okända objektet. Det ligger inom en intervall mellan de tyngsta kända neutronstjärnorna och de lättaste svarta hålen.

Framtida upptäckter av liknande händelser, särskilt de som åtföljs av utbrott av elektromagnetisk strålning kan kanske bidra till att lösa gåtan vad det var. Då händelsen endast upptäcktes av en gravitationsvågsdetektor är det svårt att bedöma om den är verklig eller om något annat störde LIGO (något instrument utom eller något i detektorn ex) .

Dr Gareth Cabourn Davies, forsknings programvaruingenjör vid ICG, har utvecklat de verktyg som används för att söka efter händelser som denna i en detektor. – Att bekräfta händelser genom att flera detektorer upptäcker samma sak ger signifikans för händelsen. Detektorerna är våra mest kraftfulla verktyg för att skilja signaler från naturligt brus. Genom att använda lämpliga modeller för bakgrundsbrus kan vi bedöma en händelses ursprung även när vi inte har någon annan detektor som backar upp det vi har sett (det är dock alltid lättare att accepterna en händelse om flera detektorer upptäcker den). Även om gravitationsvågssignalen inte gav tillräckligt med information för att med säkerhet avgöra om det kompakta objektet var en neutronstjärna eller ett svart hål är det troligt att det lättare objektet är en neutronstjärna och det tyngre objektet ett svart hål.

Men objektet är ännu inte fullt ut förstått eller förklarat utan bör ännu ses som en icke löst gåta.

Bild vikipedia Gravitationen håller solsystemets planeter i omloppsbana kring solen. Notera: Bilden är inte skalenlig.

Webbteleskopet har hittat en neutronstjärna i resterna av en supernova

 

SN 1987A är en supernova i utkanten av Tarantelnebulosan i det Stora Magellanska molnet(en närbelägen dvärggalax till oss). Supernovan inträffade ungefär 51,4 kiloparsek (drygt 168 000 ljusår)  bort från jorden och var möjlig att se utan teleskop. Den kunde ses från hela södra halvklotet och från norra halvklotet söder om den tjugonde breddgraden. Det var den närmsta supernovan sedan SN 1604, som inträffade i själva vintergatan. Ljuset från SN1987A nådde jorden den 23 februari 1987.

Indirekta bevis för närvaron av en neutronstjärna i mitten av resterna av supernovan har nu upptäckts. Observationer av mycket äldre supernovarester – som Krabbnebulosan – visar att neutronstjärnor finns i flera supernovarester. Inga direkta bevis för en neutronstjärna i efterdyningarna av SN 1987A  har dock observerats.

Claes Fransson vid Stockholms universitet och studiens huvudförfattare, förklarar: "Från teoretiska modeller av SN 1987A antydde det 10 sekunder långa utbrottet av neutriner som observerades strax före supernovan att en neutronstjärna eller ett svart hål bildades i själva explosionen. Men det finns inga säkra bevis för detta.

Webb påbörjade  observationer av SN 1987A  i juli 16 juli 2022.

Teamet använde sig av Medium Resolution Spectrograph (MRS) ur  Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument) som medlemmar i teamet hjälpt till att utveckla. MRS är en typ av instrument som kallas Integral Field Unit (IFU).

IFU:er kan avbilda ett objekt och ta ett spektrum av det samtidigt. En IFU bildar ett spektrum vid varje pixel vilket gör det möjligt för observatören att se spektroskopiska skillnader över hela objektet. Analys av dopplerförskjutning av varje spektrum gör det också möjligt att utvärdera hastigheten vid varje position.

Resultatet av spektralanalysen  visade en stark signal av joniserat argon i centrumav det utkastade materialet som omger den ursprungliga platsen för SN 1987A. Efterföljande observationer med Webbs NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) IFU på kortare våglängder fann flera tungt joniserade kemiska grundämnen speciellt fem gånger joniserat argon (vilket betyder argonatomer som har förlorat fem av sina 18 elektroner). Joner av detta slag kräver högenergirika fotoner för att bildas och dessa fotoner måste komma någonstans ifrån.

"För att skapa dessa joner som vi observerade var det tydligt att det måste finnas en källa till högenergirik strålning i mitten av SN 1987A-resteerna", beskriver Fransson. Fler observationer är planerade under 2024 med Webbteleskopet och markbaserade teleskop. Forskargruppen hoppas att den pågående studien ska ge mer klarhet av exakt vad som sker i centrum av SN 1987A. Dessa observationer kommer förhoppningsvis att stimulera utvecklingen av mer detaljerade datamodeller vilket i slutändan kommer att göra det möjligt för astronomer att bättre förstå inte bara SN 1987A, utan fler supernovor som kollapsat i kärnan.

Resultaten av upptäckten har publicerats i tidskriften Science.

Bild vikipedia som visar ringarna runt SN 1987A och den utslungade massan från supernovautbrottet från centrum av den inre ringen.

Kvarkmateriakärnor i neutronstjärnor

 

"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 sker en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och övrigt material utspridda rester från supernovan". citat vikipedia.

"En kvark är inom kvantfysiken en elementarpartikel som tillsammans med en eller flera andra kvarkar bygger upp den grupp partiklar som kallas hadroner, till exempel protonen och neutronen. Så vitt man vet idag är kvarkar, tillsammans med leptoner som elektronen och neutrinon, materiens minsta byggstenar". citat vikipedia.

Neutronstjärnors kärnor består av materia med de högsta densiteter som känner till i  universum. Dess densitet är  som två solmassor av materia komprimerad inuti en sfär med en diameter på 25 km. Dessa astrofysikaliska objekt har en gravitation som komprimerar deras kärnor till densitet som överstiger de hos enskilda protoner och neutroner mångfalt.

Det gör neutronstjärnor till intressanta astrofysikaliska objekt ur partikel- och kärnfysikers synvinkel. Ett långvarigt olöst problem är om neutronstjärnors enorma centrala tryck kan komprimera protoner och neutroner till en ny fas av materia känd som kall kvarkmateria. I detta exotiska materietillstånd finns inte längre enskilda protoner och neutroner. Kvarkar och gluoner har befriats från sin instängdhet och kan  röra sig nästan fritt, beskriver Aleksi Vuorinen, professor i teoretisk partikelfysik vid Helsingfors universitet.

I en ny artikel som nyligen publicerad i Nature Communications har ett forskarlag vid Helsingfors universitet för första gången gjort en kvantitativ uppskattning av sannolikheten för existensen av kvarkkärnor i massiva neutronstjärnor. De visade, baserat på aktuella astrofysikaliska observationer att kvarkmateria är nästan oundvikligt i de tyngsta neutronstjärnorna. I en kvantitativ uppskattning visade sannolikheten på 80-90 procent säkerhet för detta.

Den återstående lilla sannolikheten för att alla neutronstjärnor ska bestå av enbart kärnmateria kräver att övergången från kärna till kvark är en stark första ordningens fasövergång, som påminner lite om den hos flytande vatten som förvandlas till is. Denna typ av snabb förändring i egenskaperna hos neutronstjärnemateria har potential att destabilisera stjärnan på ett sådant sätt att bildandet av till och med en mycket liten kärna av kvarkmateria skulle resultera i att stjärnan kollapsar till ett svart hål.

Det internationella samarbetet mellan forskare från Finland, Norge, Tyskland och USA kunde ytterligare visa hur existensen av kvarkkärnor en dag kan detta antingen helt bekräftas eller uteslutas. Nyckeln är att kunna begränsa styrkan i fasövergången mellan kärn- och kvarkmateria vilket förväntas vara möjligt när en gravitationsvågssignal från den sista delen av en binär neutronstjärnekollision en dag registreras.

Dr. Joonas Nättilä, en av huvudförfattarna till artikeln, beskriver arbetet som ett tvärvetenskapligt arbete som krävde expertis från astrofysik, partikel- och kärnfysiker samt datavetenskap. Joonas Hirvonen, doktorand som arbetar under ledning av Nättilä och Vuorinen, betonar vikten av högpresterande datorer i arbete som detta.

Inlägget är en sammanfattning av mig av en artikel från Helsingfors universitet skriven av Aleksi Vuorinen Professor i institutionen för fysik.

Bild Vikipedia en modell av en neutronstjärna.

En kärna av kvarkmateria antas finnas inuti neutronstjärnor

 

I slutet av en stjärnas liv likt vår sol upphör kärnfusionen och stjärnan sväller upp till en röd jätte och sväljer de planeter som finns i dess uppsvällningsområde. I vårt fall troligen Jorden och de inre planeterna. Därefter kollapsar stjärnan samman genom stark gravitation och blir en vit dvärgstjärna 

Alternativt som vi här är intresserad av en neutronstjärna 

 En neutronstjärna består av den tätaste materien som finns i universum. En typisk neutronstjärna är endast cirka 20 km i diameter men med en massa motsvarande 1,4–3 solmassor. Det innebär att neutronstjärnan har en densitet som är omkring 1 miljard ton per kubikcentimeter. Gravitationsfältet vid stjärnans yta är tvåhundra miljarder gånger starkare än på jorden.

Sammansättningen av neutronstjärnor har dock länge varit föremål för mycket kontroverser.

Baserat på observationer av neutronstjärnor och kvantkromodynamikteori (Kvantkromodynamik (QCD) beskriver växelverkan mellan kvarkar och gluoner) har en forskargrupp under ledning av professor Yizhong från Purple Mountain Observatory (PMO) vid Chinese Academy of Sciences (CAS) funnit att det troligen finns en mystisk kvarkmateriekärna i massiva neutronstjärnor.

Att få möjlighet att observera denna exotiska kärna skulle ge en unik möjlighet att utforska ekvationen för tillståndet av tät materia och då särskilt övergången till  hadronisk fysik ( vetenskap som studerar  hadroner, kompositpartiklar sammansatta av kvarkar. Denna disciplin ligger halvvägs mellan kärnfysik som studerar atomkärnan och partikelfysik) till kvarkmateria.

Forskarna analyserade insamlad data om neutronstjärnors massa, radie, gravitationsvågor från sammanslagningar av binära neutronstjärnor (dubbelstjärnor) och teoretiska begränsningar från kvantkromodynamiska beräkningar. De använde den insamlade informationen med sin nyutvecklade statistikmetod i tät materias ekvation av tillstånd att detaljstudera.

Vid en kvantitativ analys avslöjades att tillståndet i centrum av de mest massiva neutronstjärnorna är mjukare än typisk hadronisk materia (även med hyperoner) och att där finns en exotisk kärna större än 1 km.

Studien publicerades i Science Bulletin den 11 april 2023.

Bild vikipedia på en proton. En sådan består av två uppkvarkar, en nedkvark och gluonerna som förmedlar krafterna som "binder" dem samman. Färgtilldelningen av de enskilda kvarkarna är godtycklig. Men alla tre färgerna måste vara närvarande; Rött, blått och grönt för att visa en analogi med dessa primära färger som tillsammans ger en vit färg.

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.

NU förstår man mer om neutronstjärnors inre

 

Citat vikipedia; "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 i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och övrigt restmaterial utspridd i omgivningen från supernovan".

Hittills är inte mycket känt om det inre av neutronstjärnor. Sedan deras upptäckt för mer än 60 år sedan har forskare försökt dechiffrera dess struktur. Den största utmaningen är att simulera de extrema förhållandena som finns inuti dessa.

 Det har arbetats fram många teoretiska modeller där olika egenskaper – från densitet och temperatur – beskrivs med hjälp av så kallade tillståndsekvationer. Dessa ekvationer försöker beskriva neutronstjärnornas struktur och dess yta ner till den inre kärnan.

Nu har fysiker vid Goetheuniversitetet i Frankfurt lyckats lägga några ytterligare och avgörande bitar i pusslet. Arbetsgruppen under ledning av prof. Luciano Rezzolla vid Institutet för teoretisk fysik utvecklade mer än en miljon olika satsekvationer som uppfyller de begränsningar som ställs av data som erhållits från teoretisk kärnfysik å ena sidan och av astronomiska observationer å andra.

Vid utvärderingen av tillståndsekvationerna gjorde arbetsgruppen en överraskande upptäckt: Neutronstjärnor (med massor mindre än cirka 1,7 solmassor) verkar ha en mjuk mantel och en styv kärna, medan "tunga" neutronstjärnor (med massor större än 1,7 solmassor) istället har en styv mantel och en mjuk kärna. "Detta resultat är mycket intressant eftersom det ger oss ett direkt mått på hur komprimerbar neutronstjärnornas centrum kan vara", säger professor Luciano Rezzolla,

Avgörande till denna insikt var ljudets hastighet, ett studiefokus som användes av kandidat Sinan Altiparmak att arbetade utefter. Detta kvantitetsmått beskriver hur snabbt ljudvågor sprider sig inom ett objekt vilket beror på hur styv eller mjuk materian är. Här på jorden används ljudets hastighet för att utforska Jordens inre och upptäcka oljefyndigheter.

Genom att modellera tillståndsekvationer kunde fysikerna också avslöja andra tidigare oförklarliga egenskaper hos neutronstjärnor. Till exempel, oavsett deras massa, har de förmodligen en radie på endast ca 12 km. Rapportförfattaren Dr. Christian Ecker förklarar: "Vår omfattande numeriska studie tillåter oss inte bara att göra förutsägelser för neutronstjärnors radier och maximala massor utan också att sätta nya gränser för deras deformerbarhet i binära system (dubbelstjärnsystem). Det vill säga hur starkt de snedvrider varandra genom sina gravitationsfält. Dessa insikter kommer att bli särskilt viktiga för att identifiera den okända tillståndsekvationen utifrån framtida astronomiska observationer och upptäckter av gravitationsvågor uppkomna från sammanslagning av stjärnor.

Bild vikipedia på en modell av vad man vet om neutronstjärnor

Ett nytt instrument för att se in i Neutronstjärnor

 

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  massan som är kvar motsvarar 1,4–3 solmassor sker en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och utspridda rester från supernovan. En typisk neutronstjärna är endast cirka 20 km i diameter men har en massa motsvarande 1,4 – 3 solmassor. Detta innebär att neutronstjärnan har en densitet som är omkring 1 miljard ton per kubikcentimeter. Gravitationsfältet vid stjärnans yta är tvåhundra miljarder gånger starkare än på jorden. Ett fallande föremål skulle uppnå 6,5 miljoner km/h redan efter en meters fall.

Forskare vet inte exakt vad neutronstjärnor består av och att bestämma detta är ett mål för astrofysikforskningen.

En ny pusselbit som begränsar utbudet av möjligheter har upptäckts av ett par forskare vid IAS: Carolyn Raithel, John N. Bahcall Fellow vid School of Natural Sciences; och Elias Most, medlem i skolan och John A. Wheeler Fellow vid Princeton University. Deras arbete publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters.

Om det varit möjligt skulle forskare velat se in i neutronstjärnan men de är för små och avlägsna för att avbildas med vanliga teleskop. Forskare förlitar sig istället på indirekta egenskaper som de har möjlighet att mäta - som massan och radien av en neutronstjärna. Radien för en neutronstjärna är mycket svår att mäta exakt. Ett lovande alternativ för framtida observationer är att istället använda en storhet som kallas "peak spectral frequency" (eller f2) i dess ställe. 

Vad som sker vid kollisioner mellan neutronstjärnor kan förstås utifrån lagarna i Einsteins relativitetsteori. Det leder till starka utbrott av gravitationsvågsemission. År 2017 mätte forskare sådana utsläpp för första gången. " Åtminstone i princip kan toppspektralfrekvensen beräknas från gravitationsvågsignalen som avges från den vacklande återstoden av två sammanslagna neutronstjärnor", säger Most.

Det var tidigare väntat att f2 skulle vara en rimlig proxy för radie, eftersom - fram till nu - forskare trodde att en direkt eller "kvasi-universell" korrespondens existerade mellan detta. Raithel och Most har dock visat att detta inte alltid är sant.

De har nu visat att denna bestämning inte är som att lösa ett enkelt hypotenusaproblem. Istället är det mer besläktat med att beräkna den längsta sidan av en oregelbunden triangel där man också behöver ett tredje slag av information: vinkeln mellan de två kortare sidorna. För Raithel och Most är denna tredje information "lutningen av massradierelationen", det som kodar information om EoS vid högre densiteter (och därmed mer extrema förhållanden) än radien ensam gör.

Denna nya insikt kommer att göra det möjligt för forskare som arbetar med nästa generations gravitationsvågsobservatorier(efterföljarna till den för närvarande verksamma LIGO) att bättre förstå de data som erhållits från sammanslagningar av neutronstjärnor. Enligt Raithel kan denna data avslöja de grundläggande beståndsdelarna i neutronstjärnans materia. "Vissa teoretiska förutsägelser tyder på att det inom neutronstjärnkärnorna kan ske fasövergångar  som löser upp  neutronerna i subatomära partiklar så kallade kvarkar", säger Raithel. – Det skulle innebära att stjärnorna innehåller ett hav av fritt kvarkmateria i sitt inre. Det framtida arbetet kan visa morgondagens forskare  om sådana fasövergångar faktiskt inträffar.

Bild vikipedia av en modell av hur en neutronstjärna ser ut.

Black widow i det klotformiga klustret NGC 6712.

 

NGC 6712 är ett klotformigt stjärnkluster.

Med hjälp av det 500 meter långa sfäriska radioteleskopet Aperture (FAST) har astronomer här upptäckt en ny pulsar. NGC 6712 ett metallrikt klotformigt kluster som ligger cirka 22 500 ljusår från jorden. Pulsaren är en så kallad "Black widow ", som fått beteckningen J1853−0842A  och är den första radiopulsaren som hittills identifierats i detta kluster. Fyndet beskrivs i en artikel publicerad 14 september den 14 arXiv.org.

De snabbast roterande pulsarerna, de med rotationsperioder under 30 millisekunder, kallas millisekunders pulsarer (MSP). Det antas att de bildas i binära system (dubbelstjärnsystem) när den ursprungligen mer massiva komponenten förvandlats till en neutronstjärna som sedan snurrar upp på grund av ackreditering av materia från den sekundära stjärnan.

Upptäckten skedde av ett team av astronomer ledda av Zhen Yan från Shanghai Astronomical Observatory.

Bild klustret NGC 6712 bild från vikipedia.

Långt därute har två neutronstjärnan krockat och gett svårförklarlig stor infraröd strålning

 

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 imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och utspridda rester efter supernovan. Neutronstjärnefusioner (supernovor) är mycket sällsynta men är oerhört viktiga eftersom forskarna tror att de är en av de viktigaste källorna till tunga element i universum, såsom guld och uran.

En magnetar är en neutronstjärna med ett onormalt starkt magnetfält cirka 1000 gånger starkare än i en ordinär neutronstjärna. Magnetarer har existerat i teorin sen början av 90-talet men det var först 1998 som teorierna bekräftades om dess existens då en magnetar fick ett utbrott vars effekt passerade genom vårt solsystem. När dessa utbrott sker utsöndras enorma mängder röntgenstrålning och gammastrålning.

Neutronstjärnor som krockar resulterar i ett fyrverkeri och en så  kallad kilonova blir följden. Den energi som utlöstes då lyser en kort stund upp 100 miljoner gånger starkare än vår sol. En intensiv gammastrålning blir följden.

Nyligen dök något oväntat upp i Hubbles sökfält. En översvallande strålning från efterverkningarna av en explosion som sträckte sig från röntgenstrålfältet till radiovågor och även infraröd strålning. Strålningen var 10 gånger starkare än väntat för kilonovor. Utan Hubble skulle gammablixten ha dykt upp som många andra och forskarna skulle inte ha känt till den bisarra infraröda komponenten som Hubble upptäckte.

Den mest rimliga förklaringen är att det var en kollision mellan två neutronstjärnor och resultatet av detta blev att de smälte samman för att bilda en mer massiv neutronstjärna. En händelse som vi nu såg men som skett för 10-miljarder år sedan (avståndet till källan i ljusår).

I maj 2020 nådde ljuset från detta jorden och upptäcktes först av NASA:s Neil Gehrels Swift Observatory. Forskare anlitade snabbt andra teleskop – inklusive NASA:s rymdteleskop Hubble, radioobservatoriet Very Large Array, W.M. Keck-observatoriet och dess nätverk av observatorium inklusive det globala teleskopet Las Cumbres Observatory – för att studera explosionens efterdyningar och galaxen där händelsen skedde. Men det var Hubbleteleskopet som gav överraskningen.

 

Baserat på röntgen- och radioobservationer från de andra observatorierna var astronomer förbryllade över vad de såg med Hubble: det stora infraröda utsläppet var 10 gånger starkare än väntat. Dessa resultat utmanar konventionella teorier om vad som händer i efterdyningarna av ett kort gammastrålutsläpp. En möjlighet är att observationerna visar på födelsen av en massiv, mycket magnetiserad neutronstjärna som kallas en magnet. Utan Hubble skulle gammablixten ha dykt upp som många andra och astronomen Fong och hennes team skulle inte ha känt till det bisarra infraröda beteendet. "Det är fantastiskt för mig att efter 10 år av studier av samma typ av fenomen uppleva att vi upptäcker ett aldrig tidigare skådat beteende som detta," sade Fong. "Det avslöjar bara den mångfald av explosioner som universum är kapabel att producera, vilket är mycket spännande." 

Fong och hennes team har diskuterat flera möjligheter att förklara den ovanliga ljusstyrka i det infraröda fältet som Hubble upptäckte. Medan de flesta korta gammablixtarna förmodligen resulterar i ett svart hål kan de två neutronstjärnorna som slogs samman i detta fall ha kombinerats för att bilda en magnetar, en supermassiv neutronstjärna med ett mycket kraftfullt magnetfält.

Kanske inte så konstigt med explosioner av detta slag och andra  (min anm.) tänk på BigBang det var en helt annan explosion. Kunde den ske i ett ingenting och resultera i en verklighet är ovanstående en svag explosion. Tänk även på att om allt kunde komma till i en explosion från ingenstans som uppstod och varade en nanosekund och kanske mindre bör en implosion även vara möjlig på samma korta tid. Innebärande att allt, vi och hela universum skulle kunna försvinna på ett ögonblick när som helst.

Bild från vikipedia. En konstnärs intryck visar två små men mycket täta neutronstjärnor vid den punkt där de går samman och exploderar.

Efter 20 år har mysteriet med gammastrålningskällan avslöjats

 

Det var för två decennier sedan en gammastrålningskälla hittades som fick namnet PSR J1653-0158 . Man förundrades då och fram till nu av varifrån dess regelbundna gammaskurar hade sin källa. Den uppförde sig som en pulsar men inget kunde hittas som förklarade vad som sände ut dessa strålar.

Nu först har en internationell forskargrupp identifierat källan till gammastrålarna som en tung neutronstjärna med en medföljande stjärna av mycket låg densitet som kretsar runt den. Källan var därmed något man redan misstänkte en neutronstjärna som var en pulsar. Svårigheten att finna den (min anm.) berodde troligen på den lågmassastjärna som medföljde och dolde neutronstjärnan med sitt sken.

Det var med hjälp av nya dataanalysmetoder som kördes med cirka 10000 grafikkort i forskningsprojektet/där tusentals frivilliga amatörer hjälpt till lösningen hittades och det bekräftades vad man trott. (Einstein@Home).  

Bekräftandet av neutronstjärnans existens och dess regelbundet pulserande gammastrålning. Insamlingsdatan kom från från NASA:s Fermi-satellit. Neutronstjärnan snurrar runt sin egen axel i en hastighet av 30 000 varv/min, vilket gör den till en av de snabbast roterande stjärnor vi känner till.

Med detta Jag (min anm.) ser man här ytterligare ett projekt där en rymdintresserad allmänhet kunnat hjälpa till. Det är bra att dessa möjligheter ökat genom datoriseringen.

Bild från vikipedia på en modell av hur en neutronstjärna ser ut.

Pulsaren PSR J1913+1102 är låst tillsammans med en neutronstjärna.

En pulsar kallas en roterande neutronstjärna som genererar regelbundna pulser av strålning med våglängder från radiostrålning till gammastrålning. Den nu nyupptäckta och spännande pulsaren (känd som PSR J1913+1102)  är en del av ett binärt system innebärande att den är låst i en bana tillsammans med en annan neutronstjärna (som inte är en pulsar).

Neutronstjärnor är det som återstår efter en supernova inte att förväxla med en vit dvärgstjärna. De består av den mest tätpackade materia som är känd. Materia packat hundratusentals gånger jordens massa i en sfär stort som en stad av Stockholms storlek. Om ungefär en halv miljard år kommer de ovan nämnda två neutronstjärnorna att kollidera och släppa ut stora mängder energi i form av gravitationsvågor och ljus.

Pulsaren i detta system är ovanlig eftersom massorna av dessa två neutronstjärnor är helt annorlunda varandra då den ena är mycket större än den andra i detta fall pulsaren. Detta asymmetriska system ger forskarna förhoppningen att detta dubbla neutronstjärnsystem genom sina fusioner kommer att ge viktiga ledtrådar om olösta mysterier i astrofysik - inklusive en mer exakt bestämning av expansionshastigheten i universum känd som Hubble konstant.

Dr Ferdman en av forskarna vid University of British Columbia sade: "Detta kan möjliggöra en helt oberoende mätning av Hubble konstant - den takt med vilken universum expanderar. De två viktigaste metoderna för att göra detta är för närvarande i strid med varandra (då de ger skilda resultat min anm.) så detta kan vara ett avgörande sätt att bryta dödläget och förstå mer i detalj hur universum utvecklas."

Forskningen leds av UEA i samarbete med forskare vid Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn, Arecibo Observatory i Puerto Rico, Columbia University, Cornell University, Franklin and Marshall College, University of Amsterdam, McGill University, West Virginia University, University of British Columbia, South African Radio Astronomy Observatory och Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON).

Vi får hoppas (min anm.) att forskarnas förhoppning att äntligen få konkret svar på expansionshastigheten av universum kan ges utifrån ovan. Skilda men korrekta mätmetoder som ger skilda resultat är oroväckande. Men jag tvivlar på att vi kan få ett korrekt resultat kanske vi istället får ett tredje resultat utifrån ovan och blir än mer förvirrade över universums expansionstakt. Hur beräkningen görs är svårt att förstå. Men HUbbles konstant kan förstås av matematiker.

Bild på hur en konstnär ser på konstellationen från www.eurekalert.org  

Neutronstjärnor misstänks innehålla en ny form av materia

En finländsk forskargrupp har funnit starka bevis på förekomsten av exotisk kvarkmaterial i kärnorna hos de största neutronstjärnorna. Denna slutsats blev resultatet genom att kombinera de senaste resultaten från teoretisk partikel- och kärnfysik med mätningar av gravitationsvågor från neutronstjärnkollisioner.

All normal materia som omger oss består av atomer vilkas kärnor består av positivt laddade protoner och oladdade neutroner och omges av negativt laddade elektroner och beroende på antal av detta uppstår olika grundämnen. 

Inuti vad som kallas neutronstjärnor är atomär materia känd för att kollapsa till oerhört täta kärnämnen där neutroner och protoner packas ihop så hårt att hela stjärnan kan betraktas som en enda enorm kärna.

Hittills har det varit oklart om kärnorna på de mest massiva neutronstjärnorna kollapsar till ett ännu mer exotiskt material kallat kvarkmateria och kärnorna då enligt ovan inte längre existerar. Forskare från Helsingfors universitet hävdar nu att svaret på denna fråga är ja. De nya resultaten publicerades i den ansedda tidskriften Nature Physics. Men nu bör mer forskning göras för att bevisa vad detta är och om det finns inget säkert bevis finns för det.

Ett spännande resultat (om det stämmer). Man kan tänka än längre och undra om inte heller detta  är slutresultatet utan att  det finns något än tätare och annorlunda ämne kanske det finns gränslöst många ämnen neråt i storlek och täthet. Vi kan ju tänka på uträkning av diametern av en cirkel där pi ingår det finns inget slutligt tal med pi likväl måste pi användas i matematiken vid ex uträkningen av diametern av en cirkel. Med andra ord vet vi inte exakt diametern av cirklar det går inte svara på. Det visar att det finns något vi inte kan förstå med nuvarande kunskap.

Bild på hur en neutronstjärna är uppbyggd från vikipedia.

Mystisk röntgenstrålning från en neutronstjärna.

Astronomer har upptäckt ett sällsynt mönster av röntgenskurar som kommer från ett neutronstjärna ca 16300 ljusår bort. Stjärnan finns i ett  stjärnsystem med beteckningen MAXI J1621 − 501.


Forskarna beskriver fenomenet i en rapport 

Det är ett binärt system strålningen kommer från där det finns både en vanlig stjärna och antingen en neutronstjärna eller ett svart hål. Både neutronstjärnor och svarta hål kan skapa oförutsägbara röntgenmönster då de absorberar materia från sina följeslagare i form av stjärnor men på olika sätt.


Röntgenstrålar kommer från termonukleära explosioner på neutronstjärnors yttre hölje. Något som orsakar att atomer smälter på de yttersta delarna av neutronstjärnan och frigör enorma energier som vanligtvis bara finns djupt inne stjärnorna (liksom i kärnorna av kraftfulla vätebomber). En del av denna energi utsöndras då som röntgenstrålning.


Röntgenutbrotten från Maxi J1621 − 501 kommer från termonukleära explosioner på ytan av neutronstjärnan med dess termonukleära explosioner. Detta i en upprepning av ca var 78;e dag.


Källan till mönstret är okänt. Forskarna har bara hittat omkring 30 andra röntgenkällutsläpp hittills alla med samma 78 dagars rytm. Men troligen är den så kallade vanliga stjärnan (framgår inte om det är en röd eller gul stjärna) betydelsefull för händelseförloppet. 


Läs mer om denna ännu inte helt förstådda händelsekedja och ytterligare några kännetecken på händelseförloppet på ovan länk.

Bild ut i universum mot det svarta hålet i vintergatans centrum. 

Tre utbrott på 40 år men otroligt energirika och korta. Välkommen till en magnetar.

Tre gånger under de senaste 40 åren har mycket kraftfulla gammastrålningsfacklor bombarderat vår plats i rymden. Det är dock inga farliga utbrott för oss. Dess varaktighet är enbart ungefär en tiondel av en sekund. Vi kan kanske säga att vi har haft tur som upptäckt tillfällena.


Men de är mycket mer kraftfulla utbrott av strålning mot den som vi kan uttrycka vanliga gammastrålningen i bakgrunden i universum.


Första utslaget vi upptäckte med våra instrument skedde den 5 mars 1979 så det är inga vanliga händelser därefter har det upptäckts ytterligare två utbrott.

Utbrotten kommer från  magnetarer vilka snurrande sänder ut enormt mycket energi efter några okända omvälvande händelser i dess inre.

En magnetar är en neutronstjärna med ett mycket starkt magnetfält cirka 1000 gånger starkare än hos en ordinär neutronstjärna. Nu har astrofysiker en ny teori om vad dessa omvälvande händelser är.  

Man tror att utbrotten beror på spänningar som har byggts upp i magnetarernas komplexa magnetfält. Det går till viss del att jämföra med jordskalv på jorden då neutronstjärnor har en fast skorpa som (tror man) spricker under utbrotten.

 Under dessa utbrott frigörs stora mängder gammastrålning (från dess inre) elektroner och positroner får fri fart  vilket resulterar i en extremt energirik strålning under en bråkdels sekund följt av en avtagande mängd strålning (troligen sluts sprickan snabbt igen därav den korta tid utbrottet sker, vi ska komma ihåg att neutronstjärnor är slutstadiet av en stjärna där neutroner är hårt packade samman innebärande att en kubikcentimeter materia vägen 1 miljard ton min anm)

För att läsa mer om den forskning som bedrivits om fenomenet se här.

Bild från vikipedia på uppbyggnaden av en neutronstjärna. En magnet är troligast likartat uppbyggd men här sker något som ger utbrott enligt ovan vilket enligt mig bör teoretiskt ge tanken att alla neutronstjärnor potentiellt är möjliga att bli magnetarer.

Ett svart hål sågs nyligen svälja en neutronstjärna.

För ca 900 miljoner år sedan släppte ett svart hål stora gravitationsvågor ut i universum som ekade genom kosmos. Den 14 augusti 2019 resulterande dessa krusningar i rumtiden att detta nu kunde upptäcktas 900 miljoner år senare av LIGO då vågorna passerade jorden./

 Gravitationvågor och sken som ger oss det bästa beviset hittills av en aldrig tidigare sedd typ av kosmisk kollision som kunde erbjuda nya insikter om hur universum fungerar. Händelsen är kallad S190814bv och var sannolikt utlöst genom en sammanslagning av ett svart hål och en neutronstjärna. En neutronstjärna är de extremt täta resterna av en åldrande stjärnas sista fas. 



Astronomer har dock länge förväntat att sådana händelser sker men först nu kunde en ses genom ett teleskop. Händelser av detta slag skapar ringar av gravitationsvågor när det svarta hålet och neutronstjärna sammanfogas. 


Aktuella teorier förutspår dock att kollisioner av neutronstjärnor och svarta hål inte alltid avger ljus beroende på hur de två objektens massor är jämförbara.

Beroende på det svarta hålet och  neutronstjärnans avstånd till varandra är ju längre tid tar det för stjärnan att spiralformat försvinna ner i det svarta hålet eller i strimlad falla ner. Då detta sker kan teleskop hos oss på rätt avstånd i tid och rum se detta vilket hände ovan.


Men är det svarta hål mycket stort faller inget ljus ut enbart gravitationsvågor når ut. Det handlar då om att händelsen enbart sker som att hela neutronstjärnan i sin helhet faller ner i det svarta hålet utan att strimlas ner. 


Vad händer då med neutronstjärnans eventuella planetsystem? Det är min fråga. Kanske även dessa efterhand faller ner i hålet genom att de dras ner i detta. Alternativt om de är ett mindre svart hål att de fortsätter kretsa därute kanske i en bana runt det svarta hålet på stort avstånd alternativt snurrar runt sig själva i all evighet.


Bild från vikipedia på en arm av LIGO-interferometern vilken är en del i sökandet av gravitationsvågor vid svarta hål.