Bildnachweis: NASA
Ein Team von Astronomen hatte das Glück, das seltene Ereignis zu beobachten, dass sich ein Neutronenstern in ein magnetisches Objekt verwandelt, das als Magnetar bezeichnet wird. Ein normaler Neutronenstern ist der sich schnell drehende Überrest eines Sterns, der zur Supernova wurde. Sie besitzen typischerweise ein sehr starkes Magnetfeld. Ein Magnetar ist ähnlich, hat aber ein bis zu 1000-mal so starkes Magnetfeld wie ein Neutronenstern. Diese neue Entdeckung könnte darauf hinweisen, dass Magnetare im Universum häufiger vorkommen als bisher angenommen.
In einer glücklichen Beobachtung sagen Wissenschaftler, sie hätten einen Neutronenstern entdeckt, der sich in eine seltene Klasse extrem magnetischer Objekte verwandelt, die Magnetare genannt werden. Bisher wurde kein solches Ereignis endgültig beobachtet. Diese Entdeckung markiert nur den zehnten bestätigten Magnetar, der jemals gefunden wurde, und den ersten transienten Magnetar.
Die vorübergehende Natur dieses Objekts, die im Juli 2003 mit dem Rossi X-ray Timing Explorer der NASA entdeckt wurde, kann letztendlich wichtige Lücken in der Neutronensternentwicklung schließen. Dr. Alaa Ibrahim von der George Washington University und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md., Präsentiert dieses Ergebnis heute auf dem Treffen der American Astronomical Society in Atlanta.
Ein Neutronenstern ist der Kern eines Sterns, der mindestens achtmal so massereich ist wie die Sonne, die bei einem Supernova-Ereignis explodierte. Neutronensterne sind hochkompakte, hochmagnetische, sich schnell drehende Objekte mit einer Masse von etwa einer Sonne, die zu einer Kugel mit einem Durchmesser von etwa zehn Meilen zusammengedrückt ist.
Ein Magnetar ist bis zu tausendmal magnetischer als gewöhnliche Neutronensterne. Bei hundert Billionen (10 ^ 14) Gauß sind sie so magnetisch, dass sie eine Kreditkarte in einer Entfernung von 100.000 Meilen sauber entfernen könnten. Im Vergleich dazu beträgt das Erdmagnetfeld etwa 0,5 Gauß und ein starker Kühlschrankmagnet etwa 100 Gauß. Magnetare sind in Röntgenstrahlen heller als in sichtbarem Licht und sie sind die einzigen bekannten Sterne, die vorwiegend durch magnetische Kraft leuchten.
Die heute vorgestellte Beobachtung stützt die Theorie, dass einige Neutronensterne mit diesen ultrahohen Magnetfeldern geboren werden, aber sie sind möglicherweise zunächst zu dunkel, um sie zu sehen und zu messen. Mit der Zeit verlangsamen diese Magnetfelder jedoch den Spin des Neutronensterns. Dieser Akt der Verlangsamung setzt Energie frei und macht den Stern heller. Zusätzliche Störungen im Magnetfeld und in der Kruste des Sterns können ihn noch heller machen und zur Messung seines Magnetfelds führen. Der neu entdeckte Stern, der noch vor einem Jahr dunkel war, heißt XTE J1810-197.
"Die Entdeckung dieser Quelle erfolgte mit freundlicher Genehmigung eines anderen von uns überwachten Magnetars namens SGR 1806-20", sagte Ibrahim. Er und seine Kollegen entdeckten XTE J1810-197 mit dem Rossi Explorer etwa einen Grad nordöstlich von SGR 1806-20 in der etwa 15.000 Lichtjahre entfernten Milchstraße im Sternbild Schütze.
Wissenschaftler haben den Ort der Quelle mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA ermittelt, das eine genauere Positionierung bietet als Rossi. Dr. Craig Markwardt von der NASA Goddard überprüfte die Archivdaten des Rossi Explorers und schätzte, dass XTE J1810-197 um Januar 2003 aktiv wurde (dh 100-mal heller als zuvor). Mit archivierten Daten von ASCA und ROSAT zwei Bei stillgelegten internationalen Satelliten konnte das Team XTE J1810-197 bereits 1990 als sehr dunklen, isolierten Neutronenstern erkennen. So entstand die Geschichte von XTE J1810-197.
Der inaktive Zustand von XTE J1810-197, sagte Ibrahim, ähnelte dem anderer rätselhafter Objekte, die als Compact Central Objects (CCOs) und Dim Isolated Neutron Stars (DINSs) bezeichnet werden. Es wird angenommen, dass diese Objekte Neutronensterne sind, die im Herzen von Sternexplosionen erzeugt wurden, und einige befinden sich noch dort, aber sie sind zu dunkel, um sie im Detail zu untersuchen.
Eine Markierung eines Neutronensterns ist sein Magnetfeld. Um dies zu messen, müssen Wissenschaftler die Spinperiode des Neutronensterns und die Geschwindigkeit kennen, mit der er sich verlangsamt, was als "Spin-down" bezeichnet wird. Wenn XTE J1810-197 aufleuchtete, konnte das Team seinen Spin (1 Umdrehung pro 5 Sekunden, typisch für Magnetare), seinen Spin-Down und damit seine Magnetfeldstärke (300 Billionen Gauß) messen.
In der Alphabetsuppe der Neutronensterne gibt es auch anomale Röntgenpulsare (AXPs) und weiche Gammastrahlen-Repeater (SGRs). Beide werden jetzt als die gleiche Art von Objekten betrachtet, Magnetare; und eine weitere Präsentation auf dem heutigen Treffen von Dr. Peter Woods et al. unterstützt diese Verbindung. Diese Objekte brechen periodisch, aber unvorhersehbar mit Röntgen- und Gammastrahlenlicht aus. CCOs und DINSs scheinen keinen ähnlichen aktiven Status zu haben.
Obwohl das Konzept immer noch spekulativ ist, könnte sich ein Evolutionsmuster abzeichnen, sagte Ibrahim. Derselbe Neutronenstern, der mit einem ultrahohen Magnetfeld ausgestattet ist, kann während seiner Lebensdauer jede dieser vier Phasen durchlaufen. Die richtige Reihenfolge bleibt jedoch unklar. "Die Diskussion über ein solches Muster ist in den letzten Jahren in der wissenschaftlichen Gemeinschaft aufgetaucht, und die vorübergehende Natur von XTE J1810-197 liefert den ersten konkreten Beweis für eine solche Verwandtschaft", sagte Ibrahim. "Mit ein paar weiteren Beispielen von Sternen, die einen ähnlichen Trend zeigen, kann ein magnetarer Stammbaum entstehen."
"Die Beobachtung impliziert, dass Magnetare häufiger auftreten könnten als das, was man sieht, aber in einem längeren dunklen Zustand existieren", sagte Teammitglied Dr. Jean Swank von der NASA Goddard.
„Magnetare scheinen sich jetzt in einem ewigen Karnevalsmodus zu befinden. SGRs werden zu AXPs und AXPs können sich jederzeit und ohne Vorwarnung wie SGRs verhalten “, sagte Teammitglied Dr. Chryssa Kouveliotou von der NASA Marshall, die beim AAS-Treffen den Rossi Award für ihre Arbeit an Magnetaren erhält. "Was mit ein paar seltsamen Quellen begann, könnte bald eine große Anzahl von Objekten in unserer Galaxie umfassen."
Zusätzliche unterstützende Daten stammten vom Interplanetary Network und dem russisch-türkischen optischen Teleskop. Zu Ibrahims Kollegen zu dieser Beobachtung gehören auch Dr. William Parke von der George Washington University; Drs. Scott Ransom, Mallory Roberts und Vicky Kaspi von der McGill University; Dr. Peter Woods von der NASA Marshall; Dr. Samar Safi-Harb von der Universität von Manitoba; Dr. Solen Balman von der Middle East Technical University in Ankara; und Dr. Kevin Hurley von der University of California in Berkeley. Drs. Eric Gotthelf und Jules Halpern von der Columbia University lieferten wichtige Daten von Chandra.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
