Dette er den svært tette kulehopen NGC 1851. Den er rundt 40.000 lysår fra jorden, og består av svært mange, tettpakkede stjerner. Her inne finnes en kanskje unik dobbeltstjerne.(Foto: NASA/Hubble-teleskopet)
Inne blant disse stjernene finnes noe romforskerne ikke har sett før
– Det er et ekstremt objekt, sier norsk astronom til forskning.no.
En helt uvanlig dobbeltstjerne beskrives i en ny forskningsartikkel i tidsskriftet Science.
Den består av en kjent pulsar, altså en bitte liten og kjempetung stjerne som sender ut radiobølger og spinner hundrevis av ganger i sekundet.
Pulsaren har også en kompanjong – et annet objekt som den går i bane rundt og omvendt. Dette er ikke uvanlig. Astronomer vet om mange dobbeltstjerner og enda flere stjerner som går i bane rundt hverandre.
Men her er det også noe annet som foregår. Pulsaren går i bane rundt noe astronomene rett og slett ikke vet hva er.
I den nye artikkelen i Science anslår forskerne massen på både pulsaren og det andre objektet. De kommer fram til at det er for massivt til å være en annen nøytronstjerne, men det er ikke massivt nok til å være et sort hull.
Forskerne vet ikke
Det er et av de første objektene som befinner seg i det såkalte massegapet – altså et slags «hull » i skalaen, som nå er oppdaget.
Dette er et område hvor forskerne ikke vet om det kan eksistere verken nøytronstjerner eller sorte hull.
Nøytronstjerner kan ikke være mer en litt over dobbelt så store som vår egen sol. Det er også usikkert om det noensinne er målt noen sorte hull som er mindre enn fem ganger vår egen sol.
Astronom Håkon Dahle forteller at dette både gjelder i teorien og når det kommer til hva romforskere faktisk har sett og målt ute i rommet.
Men nå er det altså målt noe som ikke passer inn. Forskerne vet ikke hva det er, og det er rundt 2,35 ganger massen til vår egen sol.
– Det viser at disse objektene faktisk kan dannes, sier Håkon Dahle til forskning.no.
Hva kan det være?
Men først: Hva er egentlig nøytronstjerner og sorte hull?
Slik ser en kunstner for seg at dette dobbeltstjerne-systemet kan se ut. Her har de avbildet det som en pulsar (Blått lyspunkt) og et sort hull, men det er høyst usikkert.(Illustrasjon: Daniëlle Futselaar (artsource.nl))
Massive ting som spinner
Nøytronstjerner og sorte hull er blant de mest ekstreme tingene som forskerne vet om ute i universet.
Når svært stjerner som er mye tyngre enn sola eksploderer i en supernova, kan resten av stjernen enten bli en nøytronstjerne eller et sort hull.
I en nøytronstjerne pakkes materie så tett sammen at det ikke ligner på noe fra vår del av universet. I en nøytronstjerne er det så tett at det ikke er noen plass mellom atomene. Alt er presset sammen til nøytroner.
Annonse
Dette gir rare utslag. Det betyr for eksempel at en teskje med nøytronstjerne-materiale har like stor masse som Mount Everest.
Nøytronstjerner kan også sende ut radiosignaler. Disse kalles pulsarer og omtales ofte som naturlige fyrtårn eller klokker. Radiosignalene kan sveipe innom jorden når pulsaren spinner. Det gir en veldig regelmessig radiosignatur og ser nesten ut som om noe som er sendt med vilje.
Slik ser en kunstner for seg en pulsar som sender ut radiosignaler fra polene. Disse strømmene med radiosignaler kan treffe jorden, og vi kan registerer det som ekstremt reglemessige radiosignaler.(Illustrasjon: NASA)
Sorte hull har tatt et hele et steg videre. Massen har blitt for tett. Den har kollapset ned til en singularitet – et begrep som egentlig betyr at den kjente fysikken vår bryter sammen på disse skalaene.
Som kjent kan ikke lys unnslippe denne deformasjonen av romtiden som kalles sorte hull.
Spinner ekstremt fort og har spist partneren sin
Forskerne har tatt målinger av pulsaren J0514-4002A. Den spinner flere hundre ganger i sekundet og er blant pulsarene som spinner raskest.
Hvis du greier å se for deg en kule som er mye mindre enn Oslo kommune (to mil i utstrekning) som spinner titusenvis av ganger i minuttet, og som er mer massiv enn vår egen sol, så nærmer du deg hva dette er for noe.
For at en slik pulsar skal kunne eksistere, må den ha tatt til seg støv, gass og materie fra en annen stjerne, altså en tidligere kompanjong.
Håkon Dahle forteller at dette gjelder de mest massive pulsarene.
Den gamle kompanjong-stjernen er delvis oppspist og slynget vekk fra pulsaren for lenge siden.
Men denne pulsaren har fått seg en ny følgesvenn, som altså er dette ukjente objektet.
Det høres umiddelbart helt usannsynlig ut, på grunn av avstandene i rommet.
Annonse
Det er vanligvis mange lysår mellom stjerner i galaksen. For eksempel vil det ta Voyager-sonden mer enn 70.000 år før den når vår nærmeste stjernenabo.
Men denne kompanjongen har blitt plukket opp på grunn av området i galaksen der disse stjernene finnes.
Under kan du se en video som viser hvordan Nøytronstjerner spinner og oppfører seg:
Kulehop
Pulsaren finnes dypt inne i en ekstremt tett ansamling stjerner. Her er det mye tettere mellom stjernene enn det er omkring vårt solsystem.
Det kalles en kulehop, og Dahle forteller at det er en av de tetteste kulehopene astronomene vet om.
Her kan altså stjerner lettere kobles sammen i par.
På et eller annet tidspunkt har denne pulsaren plukket opp en kompanjong som forskerne altså ikke aner hva er for noe.
– Det er et ekstremt objekt, også på grunn av miljøet hvor den finnes, sier Dahle til forskning.no.
Forskerne har prøvd å lete etter synlig lys fra denne kompanjongen, men de finner ingenting. De finner heller ikke spor av radiostråling som kunne avslørt at dette var en annen pulsar.
Hvis det er et sort hull, vil det kanskje ikke sende ut stråling som kan oppdages fra jorden. Men da er det ekstremt lite massivt og vil være det «letteste» sorte hullet som noen gang er målt.
Forskerne mener at det kan være to nøytronstjerner som har kollidert med hverandre og blitt til en mer massiv nøytronstjerne.
Annonse
Men denne stjernen balanserer kanskje helt på kanten av hva som er mulig før det kollapser ned til et sort hull.
Det kan altså enten være den tyngste nøytronstjernen eller det letteste sorte hullet som noen gang er målt. Eller det kan være et resultat av en annen form for masseforflytning mellom stjernerester. Forskerne vet rett og slett ikke, skriver astrofysiker Maya Fishbach i en kommentar i tidsskriftet Science.
Forskerne har brukt presise metoder for å anslå massen til dobbeltstjernen, forteller Håkon Dahle.
Forskerne har blant annet sett på hvordan de går i bane rundt hverandre og hvor mye radiosignalene fra pulsaren blir påvirket av massen til den ukjente
kompanjongen.
Håkon Dahle understreker at det fortsatt er noen usikkerheter her. Blant annet strekker feilmarginene seg ut av dette massegapet, men flere målinger av pulsaren og kompanjongen kan gjøre det enda klarere hvor massiv denne tingen er.
Referanse:
Barr mfl: A pulsar in a binary with a compact object in the mass gap between neutron stars and black holes. Science, 2024. DOI: 10.1126/science.adg3005 . Sammendrag
