Ett konstnärsintryck av neutronstjärnan i det starka magnetfältet i Swift J0243.6+6124 som lanserar en jet. Under den ljusa utbrottshändelsen där den först upptäcktes, neutronstjärnan i Swift J0243.6+6124 ansamlades i mycket hög hastighet, producerar riklig röntgenstrålning från de inre delarna av accretionskivan. På samma gång, teamet upptäckte radiostrålning med ett känsligt radioteleskop, Karl G. Jansky Very Large Array i USA. Genom att studera hur denna radioemission förändrades med röntgenstrålning, vi kunde dra slutsatsen att det kom från snabbrörlig, snävt fokuserade strålar av material som kallas jets, ses här röra sig bort från neutronstjärnans magnetiska poler. Kredit:ICRAR/University of Amsterdam.
Astronomer har upptäckt radiostrålar som sänds ut av en neutronstjärna med ett starkt magnetfält - något som inte förutspås av nuvarande teori, enligt en ny studie publicerad i Natur i dag.
Laget, ledd av forskare vid universitetet i Amsterdam, observerade objektet känt som Swift J0243.6+6124 med Karl G. Jansky Very Large Array radioteleskop i New Mexico och NASA:s rymdteleskop Swift.
"Neutronstjärnor är stjärnlik, " sa studiens medförfattare docent James Miller-Jones, från Curtin Universitys nod för International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR).
"De bildas när en massiv stjärna får slut på bränsle och genomgår en supernova, med de centrala delarna av stjärnan som kollapsar under sin egen gravitation.
"Denna kollaps gör att stjärnans magnetfält ökar i styrka till flera biljoner gånger den hos vår egen sol, som sedan gradvis försvagas igen under hundratusentals år."
University of Amsterdam Ph.D. elev Jakob van den Eijnden, som ledde forskningen, nämnda neutronstjärnor och svarta hål finns ibland i omloppsbana med en närliggande "följeslagsstjärna". "Gas från den medföljande stjärnan matar neutronstjärnan eller det svarta hålet och producerar spektakulära visningar när en del av materialet sprängs ut i kraftfulla jetstrålar som färdas med nära ljusets hastighet, " han sa.
Ett konstnärsintryck av neutronstjärnan i Swift J0243.6+6124. Neutronstjärnan har ett mycket starkt magnetfält som hindrar ansamlingsskivan från att ta sig hela vägen in till neutronstjärnans yta. En del av gasen i skivan kanaliseras längs magnetfältslinjerna till neutronstjärnans magnetiska poler, ger upphov till röntgenstrålning som vi ser som kort, regelbundna pulser av röntgenstrålar när stjärnan snurrar en gång var tionde sekund. Kredit:ICRAR/University of Amsterdam.
Astronomer har känt till jetplan i årtionden, men tills nu, de hade bara observerat jetstrålar som kom från neutronstjärnor med mycket svagare magnetfält. Den rådande uppfattningen var att ett tillräckligt starkt magnetfält hindrar material från att komma tillräckligt nära en neutronstjärna för att bilda strålar.
"Svarta hål ansågs vara de obestridda kungarna av att skjuta upp kraftfulla jetplan, även när de matar på bara en liten mängd material från sin sällskapsstjärna, " sa Van den Eijnden.
"De svaga strålarna som tillhör neutronstjärnorna blir bara tillräckligt ljusa för att se när stjärnan förbrukar gas från sin följeslagare i mycket hög hastighet.
"Magnetfältet för neutronstjärnan vi studerade är ungefär 10 biljoner gånger starkare än vår egen sols, så för första gången någonsin, vi har observerat en jet som kommer från en neutronstjärna med ett mycket starkt magnetfält.
"Upptäckten avslöjar en helt ny klass av jetproducerande källor för oss att studera, " han sa.
En konstnärs intryck av det binära systemet Swift J0243.6+6124. Ett binärt system med en neutronstjärna i en 27-dagars bana och en mer massiv, snabbt roterande donatorstjärna. Givarstjärnans snabba rotation kastar av sig en skiva av material runt stjärnekvatorn. När neutronstjärnan passerar genom skivan under sin bana, den tar upp en del av denna utströmmande gas, som sedan spiralerar in mot neutronstjärnan i en ackretionsskiva. Kredit:ICRAR/University of Amsterdam.
Astronomer runt om i världen studerar jetplan för att bättre förstå vad som orsakar dem och hur mycket kraft de släpper ut i rymden.
"Jets spelar en mycket viktig roll för att återföra de enorma mängderna gravitationsenergi som utvinns av neutronstjärnor och svarta hål tillbaka till den omgivande miljön, ", sa docent Miller-Jones.
"Att hitta jetstrålar från en neutronstjärna med ett starkt magnetfält går emot vad vi förväntade oss, och visar att det fortfarande finns mycket vi ännu inte vet om hur jetplan produceras."
"En evolverande jet från en starkt magnetiserad ackreterande röntgenpulsar" publicerades i Natur den 26 september, 2018.
