En tills nu dold gäckande neutronstjärna har hittats därute.

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut i en stjärnas existens. När en stjärna i slutet av sin existens stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps och stjärnans kvarvarande  innehåll imploderar.

Om stjärnan är av en storlek att den kvarvarande massan motsvarar 1,4-3 solmassor kommer den att bli en supernova. Återstoden efter denna explosion är en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och övrigt material i utspridda rester av supernovan. 

En vanlig neutronstjärna är endast ca 20 km i diameter. Men dess massa motsvarar 1,4 - 3 solmassor. Detta innebär att neutronstjärnan då har en densitet av ca 1 miljard ton per kubikcentimeter.

Gravitationsfältet vid stjärnans yta är då hela tvåhundra miljarder gånger starkare än på jorden vilket ger en flykthastighet på ungefär 100 000 km/s blir ungefär 1/3 av ljusets hastighet. Ett fallande föremål skulle då uppnå 6,5 miljoner km/h redan efter en meters fall.

Nu till vad detta ska handla om idag.

ESO:s Very Large Telescope i Chile och en hop andra teleskop i världen har avslöjat ett rikt landskap av stjärnor och glödande gasmoln i en av de  närmsta granngalaxerna. Det lilla Magellanska molnet en dvärggalax i närheten av vår Vintergata.

Med hjälp av nytagna bilder har astronomer kunnat identifiera en svårfångad neutronstjärna bland ett trådlikt område av gas som är resterna av en 2000-årig supernovaexplosion där neutronstjärnan är resternas kärna.

Instrumentet MUSE har använts för att hitta det gäckande objektets gömställe. Tidigare mätningar från Chandra X-ray Observatory har bekräftat dess identitet som en isolerad neutronstjärna. Nya bilder som skapats från data från både mark- och rymdbaserade teleskop har nu bevisat detta svårfångade objekt dolt i en komplicerad härva av gasfilament inuti det Lilla magellanska molnet omkring 200 000 ljusår från jorden. Det var ingen överraskning då data visat att det borde finnas men inte tills nu kunnat hittas.

Forskarlaget upptäckte att gasringen var centrerad runt en röntgenkälla som upptäckts tidigare och som betecknats p1. Men röntgenkällans ursprung var länge ett mysterium. I synnerhet var det inte klart om p1 faktiskt låg inuti supernovaresten eller bakom den.

Det var när gasringen vilken innehåller neon och syre observerades med MUSE av forskarlaget som man upptäckte att gasringen var perfekt centrerad runt p1 (röntgenkällan).

Det var ett alltför stort sammanträffande och de insåg då att p1 måste befinna sig inuti supernovaresten. Så snart man kände till p1:s position använde forskarlaget befintliga observationer av röntgenstrålning från Chandra X-ray Observatory för att fastslå att det måste vara en isolerad neutronstjärna med ett svagt magnetfält som var röntgenkällan.

Man tror att det finns rikligt med isolerade neutronstjärnor med svaga magnetfält spridda över hela universum men de är väldigt svåra att upptäcka eftersom de bara ses i röntgenstrålning. Just därför är det extra spännande att p1 kunde bekräftas som en isolerad neutronstjärna med hjälp av observationer i synligt ljus.

Bilden säger inte mycket men är på det lilla magellanska molnet de suddiga stjärnorna tillhör molnet

Det bubblar på ytan av den röda stora stjärnan därute.

En stjärnas liv avslutas antingen i en supernova eller som en planetarisk nova beroende på stjärnans storlek. π1 Gruis vilken finns i Tranans stjärnbild 530 ljusår bort tillhör den planetariska novaklassen då den inte var tillräckligt stor för att explodera i slutet av sitt liv som stjärna i en supernova. Idag har den samma massa som vår sol men är 350 gånger större. Den har svällt upp likt vår sol en gång också kommer att göra när den sväljer Jorden och innerplaneterna här.

Ytan hos denna röda jättestjärna består av bara några få konvektionsceller, så kallade granuler(bubblor) vilka vardera är cirka 120 miljoner kilometer tvärs över. Varje granul täcker cirka en fjärdedel av stjärnans diameter vilket kan jämföras som ett avstånd längre än avståndet är mellan solen och Venus. Det är detta vi kan uppleva som bubblor på stjärnan. Det är första gången det gått att  studera detta tillstånd på en stjärna med undantag av vår sol.

Bubblorna vilka även vår sol har men betydligt fler i antal (ca 2 millioner) och mycket mindre sådana förklaras troligast av ytgravitation.

För att förklara lite mer om planetarisk nova och supernovaslut för en stjärnas liv är följande intressant.

De stjärnor som är mer än åtta gånger solens massa avslutar sina liv i dramatiska supernovaexplosioner. Lättare stjärnor som π1 Gruis  kastar istället långsamt ut sina yttre lager med  resultatet av skapandet i vackra planetariska nebulosor. I tidigare studier av π1 Gruis upptäcktes ett skal av material 0,9 ljusår ut från centrum av stjärnan vilket bör ha kastats ut från stjärnan för cirka 20 000 år sedan.

Denna relativt korta tidsperiod i en stjärnas liv vilken vi nu upplever av ovanstående stjärnas liv varar i bara några få tiotusentals år. Detta ska jämföras med dess totala livslängd på flera miljarder år. Observationerna har nu visat upp ett nytt sätt att undersöka denna kortvariga fas en stjärnas liv ett liv vilket slutar med att den till slut blir en vit dvärg så kallad neutronstjärna. 

Bilden visar hur en neutronstjärna är uppbyggd.

Neutronstjärnors omgivning är ett icketomrum där saker sker

Neutronstjärnor är rester av stjärnor när de åldrats, vilka flammats upp till novor och sedan enbart blir en vit kärnprodukt av den tidigare stjärnan.

Därefter får de ett magnetfält på ytan och omkring sig vilket är miljarder gånger starkare än det solen har. Detta starka fält påverkar tomheten runt stjärnan så ljuset inte kan passera.

Men i kvantelektrodynamik (QED), kvantteorin som beskriver samspelet mellan fotoner och laddade partiklar såsom elektroner, är utrymmet fullt av virtuella partiklar som visas och försvinner hela tiden. Mycket starka magnetfält som i detta fallet kan ändra detta utrymme, så att den påverkar polarisationen hos ljus som passerar genom det. Det är troligast detta som upptäckts.

Neutronstjärnor och dess konsekvenser mm.

Vid slutet av en stjärnas liv kan den bli en neutronstjärna. Detta sker om det yttre lagret av dess hölje stöts bort och dess inre då imploderar och den har en viss storlek och först blir en supernova. Alla imploderande åldrande stjärnor blir inte detta. 

Men då så sker blir stjärnan en hårdförpackad neutronsamling kallad en neutronstjärna. Storleken blir enbart 20 km  diameter. Vikt en miljard ton per kubikcentimeter. Gravitationen 200 miljarder högre än här på Jorden.

I början som neutronstjärna kan rotationshastigheten bli flera hundra varv i sekunden med temperatur på mellan 10-100 miljoner grader C. Plus att det utgår  stark gamma och röntgenstrålning. Antalet av dessa kollapsade stjärnor är i vår Vintergata ca 2000 st.

Utöver det har ca 600 neutronstjärnor i andra galaxer hittats. Bland dessa sammanlagt ca 2600 neutronstjärnor är 29 stycken klassificerade som  Magnetarer.

En magnetar är en neutronstjärna med ett onormalt starkt magnetfält ca 100 gånger starkare än  det som kan ses som normalt magnetfält (eller vanligast) från en neutronstjärna. Magnetarer utsöndrar stor gamma och röntgenstrålning.

För information om en nyupptäckt magnetar följ följande länk.

I tvillingarnas stjärnbild finns nebulosan där en mystisk neutronstjärna pulserar. Tror vi.

En nebulosa är ett stort dammoln där byggmaterial för nya stjärnor finns. Det  har funnits sedan Big Bang. Äldre stjärnor kollapsar när de inte längre kan existera och blir en nova ibland en supernova. I denna nova finns även stjärnstoff för bildande till nya stjärnor och planeter,

I Tvillingarnas stjärnbild finns en nebulosa kallad CXOU J061705.3+222127 .

Avståndet dit är ca 5000 ljusår.

Här uppkom av någon anledning en explosion för flera tusen  ljusår sedan vilket resulterade i att en neutronstjärna troligen bildades i molnet. Neutronstjärnor bildas när en gammal stjärna dör. I detta fall är blev det  en pulsar. En neutronstjärna vilken blir en pulsar  innebär inte en ny slags stjärna. Det är fortfarande en neutronstjärna men i riktningen mot denna från Jorden räknat finns hinder (troligast i molnet av damm) för ljuset hit vilket gör att stjärnans snabba roterande och utsläpp av röntgenstrålning får avbrott och därför ses ljuset som pulserande när det når oss.

Frågan är om den explosion vilken skedde här bildade  neutronstjärna i molnet?  Alternativt att det i molnet redan  fanns denna stjärna vilken exploderade och blev en pulsar. Molnet i sig är en nebulosa inte en nova. En nova är vad som bildas vid en stjärnkollaps. Kan det eventuellt vara en mindre stjärna i molnet eller dess närhet som blev denna neutronstjärna och vilken blev en nova i nebulosan.

Vi vet inte. Vi vet inte heller om denna neutronstjärna existerar vi antar det bara utefter de mätningar som gjorts här. Dessa visar på att något sker i denna lilla del av nebulosan som kan förklaras av att det finns en neutronstjärna i nebulosan som pulserar ut röntgenstrålar här.