Die dichten Überreste massereicher Sterne erzeugen mächtige Gas- und Staubstrahlen, die sich Hunderte Millionen Meilen pro Stunde fortbewegen, so die Forschung veröffentlicht letzte Woche in Natur.
Wenn einige massereiche Sterne sterben, kollabieren ihre Überreste zu Neutronensternen. Diese Überbleibsel zählen neben den Schwarzen Löchern zu den dichtesten Objekten im Universum, und wie ihre rätselhafteren Vettern treiben Neutronensterne manchmal Jets an, die Material in den Weltraum schleudern. Jets von Neutronensternen sind typischerweise lichtschwächer als die von Schwarzen Löchern – insbesondere die von Quasaren, den aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern im Herzen von Galaxien –, was ihre Beobachtung erschwert.
Wie die Jets von beiden Objekten genau angetrieben werden ist eine Gegenstand einer laufenden Studie. Doch laut der neuen Forschung können Neutronensternjets mit 70.836 Meilen pro Sekunde (114.000 Kilometer pro Sekunde) fliegen, ein bisschen über ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit, die mit 186.282 Meilen pro Sekunde die ultimative Geschwindigkeitsbegrenzung der Natur darstellt. Faszinierend sind relativistische Effekte wie diese als Zeitdilatation und Längenkontraktionbeginnen, wenn die Geschwindigkeit ein Zehntel der Lichtgeschwindigkeit überschreitet.
Die Wissenschaftler haben dies dank einer Eigenart von Neutronenstern-Doppelsystemen festgestellt, bei denen es sich um Systeme handelt, in denen sich Neutronensterne und Begleitsterne gegenseitig umkreisen Neutronensterne sind „so dicht, dass sie Material von der Oberfläche eines nahegelegenen Begleitsterns abziehen können“, sagte James Miller Jones Astrophysiker an der Curtin University in Australien und Co-Autor der Forschung ICRAR-Veröffentlichung. „Dieses Gas strömt spiralförmig auf die Oberfläche dieses Neutronensterns, wo es sehr, sehr heiß und dicht wird. Einmal genug davon Es kommt zu Kernfusionsreaktionen, die auf der Oberfläche stattfinden.“
Thermonukleare Explosionen auf fernen Sternen sind das kosmische Äquivalent zum Betreten des Beschleunigers. Die Explosionen lösen Jet-Emissionen aus, die in den Weltraum austreten.
Um die Geschwindigkeit von Neutronensternjets zu ermitteln, beobachtete das Team zwei Neutronensterne (4U 1728-34 und 4U 1636-536) per Funk und Wellenlängen mit dem Australia Telescope Compact Array und bei Röntgenwellenlängen mit dem International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory.
Bei den Jets handelt es sich normalerweise um einen stetigen Strom, was es schwierig macht, die Geschwindigkeit der Materie zu bestimmen. Aber wenn die Sterne ausreichend Masse ansammelten Damit es auf ihren Oberflächen zu Explosionen kam, sendeten sie helle Röntgenstrahlen aus. Im Gegenzug flammten die Strahlen auf, was Messungen ermöglichte ihre Geschwindigkeiten.
Die Geschwindigkeit der Jets liegt nahe an der Fluchtgeschwindigkeit von Neutronensternen; das ist die Geschwindigkeit, die notwendig damit ein Stück Material aus dem Schwerkraftfeld eines Sterns entweicht. So nah, Jet, aber keine Zigarre. Die Die Forschung wird in die Modelle der Jet-Formation einfließen, und die nächsten Schritte des Teams könnten zeigen, wie sich die Geschwindigkeit der Jets je nach Wetterlage ändert Größe und Rotationsgeschwindigkeit der Neutronensterne. Die Zukunft ist rosig – im wahrsten Sinne des Wortes – für das Verständnis einiger der extremsten Physiker des Universums .
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