Mælkevejen indeholder stadig mange mysterier om universet. Nu er det lykkedes forskere fra DTU at afdække endnu et af dem ved hjælp af observationer fra et rumteleskop på den Internationale rumstation ISS.
Nemlig et lille, men ekstremt massivt og ekstremt hurtigt roterende objekt i form af en neutronstjerne, der indgår i et stjernesystem kaldet ’4U 1820-30’. Det findes i stjernebilledet Skytten nær centrum af vores galakse.
"Vi studerede termonukleare eksplosioner fra dette system og fandt bemærkelsesværdige svingninger, der tyder på, at neutronstjernen roterer omkring sin akse med en svimlende hastighed på 716 gange i sekundet," siger seniorforsker på DTU Space Gaurava K. Jaisawal som er en del af det internationale team bag opdagelsen og førsteforfatter til en artikel om opdagelsen, der netop er offentliggjort i det anerkendte tidsskrift Astrophysical Journal.
"Hvis fremtidige observationer bekræfter vores resultat, vil neutronstjernen 4U 1820-30 være et af de hurtigst roterende objekter, der nogensinde er observeret i universet, kun matchet af en anden neutronstjerne kaldet PSR J1748–2446".
Neutronstjernen blev observeret ved hjælp af NASA’s NICER røntgenteleskop, der er monteret udvendigt på Den Internationale Rumstation, ISS, og er udstyret med stjernekamera-teknologi fra DTU Space. Udstyret fra DTU sikrer, at røntgenteleskopet konstant peger i den rigtige retning på himlen og sigter præcist mod de små, kompakte neutronstjerner langt borte i Mælkevejen.
Et meget ekstremt fænomen meget langt væk
En neutronstjerne kaldes også en død stjerne. Den består af rester efter en stor tung stjerne, der er eksploderet i en supernova.
Der er opdaget nogle tusinde af dem, og de er på flere måder meget ekstreme.
De er for for eksempel de mest massive objekter, man kan observere i kosmos. Den aktuelle neutronstjerne er kun 12 km i diameter, men har en masse, der er hele 1,4 gange større end Solens.
Den befinder sig desuden hele 26.000 lysår væk fra Jorden. Til sammenligning er afstanden til Jordens nærmeste stjerne, Proxima Centauri, omkring 4,3 lysår. Dette betyder, at lys fra Proxima Centauri er 4,3 år om at nå os på Jorden, mens lyset fra neutronstjernen er 26.000 år undervejs.
Neutronstjernen indgår i et såkaldt binært røntgen stjerne-system (X-ray binary star system). Sådan et system består af to stjerner, der roterer omkring hinanden.
I systemet ’4U 1820-30’, som neutronstjernen befinder sig i, er ledsagestjernen en såkaldt hvid dværg af cirka samme størrelse som Jorden. Denne dværg kredser omkring neutronstjernen og bruger kun 11 minutter til et omløb.
Udbrud på overfladen er lige så kraftigt som en atombombe
På grund af dens intense tyngdekraft trækker neutronstjernen materiale væk fra dværgstjernen. Når der er akkumuleret tilstrækkeligt materiale på neutronstjernens overflade, udløses en voldsom termonuklear eksplosion, der minder om en atombombe.
"Under disse eksplosioner, eller udbrud, bliver neutronstjernen op til 100.000 gange lysere end Solen og frigiver en enorm mængde energi," forklarer lektor ved DTU Space, Jerome Chenevez, som også bidrog til den nye artikel i Astrophysical Journal.
"Så vi har at gøre med meget ekstreme begivenheder og ved at studere dem detaljeret, får vi ny indsigt i de spændende binære stjernesystemers livscyklusser og i dannelsen af grundstoffer i universet".
Gennem observationer foretaget med NICER fra rumstationen mellem 2017 og 2021 opdagede forskerne 15 termonukleare røntgenglimt fra det binære røntgen stjerne-system kaldet '4U 1820-30'. Det var et af disse udbrud, der viste en signatur med en rotationsfrekvens på 716 Hz, som altså svarer til, at neutronstjernen roterer om sin akse med den rekordhøje hastighed på 716 gange i sekundet.
