Mächtiger Strahl vom falschen Stern


In den letzten Jahrzehnten,Jetswaren ein wesentlicher Bestandteil der kosmischen Landschaft. Astronomen sehen Jets, die von verschiedenen Arten von Sternensystemen und aus dem Bereich massereicher und supermassiver Schwarzer Löcher ausgehen, aber sie sind noch weit davon entfernt, sie vollständig zu verstehen. Am 26. September 2018 gaben Astronomen bekannt, dass sie das Very Large Array (VLA) westlich von Socorro, New Mexico, um einen sich schnell bewegenden Materialstrahl zu entdecken, der von einer Art Neutronenstern nach außen geschleudert wurde, der zuvor als unfähig galt, einen solchen Jet zu starten. Die Entdeckung, sagten die Wissenschaftler, erfordert eine grundlegende Überarbeitung ihrer Vorstellungen über die Entstehung solcher Jets.

Neutronensterne sind weiterentwickelte Sterne – jetzt superdicht – die bleiben, wenn ein massereicher Stern als Supernova explodiert. Jets von solchen Sternen treten in einer allgemein gesehenen Konfiguration von Objekten auf, bei denen der sehr dichte Neutronenstern mit einem anderen Stern gepaart ist und den anderen Stern gravitativ anzieht. Das Material, das vom anderen Stern fließt, bildet eine Scheibe um den Neutronenstern. Jets sind senkrecht zur Scheibe zu sehen, die durch einen noch nicht verstandenen Mechanismus mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nach außen getrieben werden.


Jacob van den Eijndender Universität Amsterdam ist Erstautor der neuen Studie, dieveröffentlichtin dempeer-reviewedTagebuchNatur. Ergenannt:

Wir haben Jets von allen Arten von Neutronensternen gesehen, die Material von ihren Begleitern ziehen, mit einer einzigen Ausnahme. Wir haben noch nie zuvor einen Jet gesehen, der von einem Neutronenstern mit einem sehr starken Magnetfeld ausging.

Dies führte zu einer Theorie, dass starke Magnetfelder die Bildung von Jets verhindern.

Nun muss diese Theorie möglicherweise revidiert werden.




Das Konzept des Künstlers zeigt einen superdichten Neutronenstern, rechts, der Material von seinem „normalen“ Begleiter abzieht. Das Material bildet eine Akkretionsscheibe, die sich um den Neutronenstern dreht. Materialstrahlen werden senkrecht zur Scheibe abgeschossen. Bild überICRAR/Universität Amsterdam.

Die Aussage dieser Wissenschaftler sagte, dass sie:

… untersuchten ein Objekt namens Swift J0243.6+6124 (Sw J0243), das am 3. Oktober 2017 vom umlaufenden Neil Gehrels Swift Observatory der NASA entdeckt wurde, als das Objekt einen Röntgenstrahl aussendete. Das Objekt ist ein sich langsam drehender Neutronenstern, der Material von einem Begleitstern abzieht, der wahrscheinlich deutlich massereicher als die Sonne ist.

Die VLA-Beobachtungen begannen eine Woche nach der Entdeckung von Swift und dauerten bis Januar 2018.


Sowohl die Tatsache, dass die Emission des Objekts bei Röntgen- und Radiowellenlängen im Laufe der Zeit zusammen abnahm, als auch die Eigenschaften der Radioemission selbst überzeugten die Astronomen, dass sie von einem Jet erzeugte Radiowellen sahen.

Van den Eijnden sagte:

Diese Kombination sehen wir in anderen Jet-produzierenden Systemen. Alternative Mechanismen erklären es einfach nicht.

Gängige Theorien zur Jet-Bildung in Systemen wie Sw J0243 besagen, dass die Jets durch magnetische Feldlinien gestartet werden, die im Inneren der Akkretionsscheiben verankert sind. Wenn der Neutronenstern in diesem Szenario ein sehr starkes Magnetfeld hat, ist dieses Feld übermächtig und verhindert die Bildung des Jets. Van den Eijnden sagte:


Unsere eindeutige Entdeckung eines Jets in Sw J0243 widerlegt diese langjährige Idee.

Oder es gibt noch eine andere Möglichkeit:

… vermuten die Wissenschaftler, dass die Jet-Launch-Region der Akkretionsscheibe von Sw J0243 viel weiter draußen liegen könnte als in anderen Systemen, in denen das Magnetfeld des Sterns schwächer ist.

Eine andere Idee, sagten sie, ist, dass die Jets durch die Rotation des Neutronensterns angetrieben werden könnten, anstatt durch magnetische Feldlinien in der inneren Akkretionsscheibe gestartet zu werden.

Nathalie Degenaar, ebenfalls von der Universität Amsterdam, sagte:

Interessanterweise sagt die rotationsgetriebene Idee voraus, dass der Jet von langsamer rotierenden Neutronensternen deutlich schwächer wird, was genau das ist, was wir in Sw J0243 sehen.

Die neue Entdeckung impliziert auch, dass Sw J0243 eine große Gruppe von Objekten darstellen könnte, deren Funkemission zu schwach war, um sie zu erkennen, bis neue Fähigkeiten verfügbar waren, die durch die im Jahr 2012 abgeschlossene große Aufrüstung des VLA bereitgestellt wurden. Wenn mehr solcher Objekte gefunden werden, könnten sie die Idee testen, dass Jets durch den Spin des Neutronensterns erzeugt werden.

Die Astronomen fügten hinzu, dass ein Jet von Sw J0243 bedeuten könnte, dass eine andere Kategorie von Objekten, sogenannte ultraleuchtende Röntgenpulsare, die ebenfalls stark magnetisiert sind, Jets produzieren könnte. Degenaar sagte:

Diese Entdeckung erfordert nicht nur eine Überarbeitung unserer Vorstellungen von Jets aus solchen Systemen, sondern eröffnet auch spannende neue Forschungsfelder.

Das Konzept des Künstlers zeigt magnetische Feldlinien um einen Neutronenstern (in Weiß), eine Materialscheibe, die den Neutronenstern umkreist, und Materialstrahlen, die nach außen geschleudert werden. Bild überICRAR/Universität Amsterdam.

Fazit: Astronomen hatten die Theorie aufgestellt, dass starke Magnetfelder die Bildung von Neutronenstern-Jets verhindern. Dann untersuchten sie ein Objekt namens Swift J0243.6+6124 (Sw J0243) – einen stark magnetisierten Neutronenstern – mit einem Jet.

Über NRAO

Quelle: Ein sich entwickelnder Jet eines stark magnetisierten, akkretierenden Röntgenpulsars