Astronomen haben ein seltenes Muster in den Röntgenstrahlen entdeckt, die von einem Neutronensternsystem stammen, das nicht mehr als 16.300 Lichtjahre entfernt ist.
Dieses Sternensystem, MAXI J1621−501, tauchte erstmals am 9. Oktober 2017 in Daten der Swift / XRT Deep Galactic Plane Survey als seltsamer Punkt im Weltraum auf, der unvorhersehbar mit Röntgenstrahlen blinkt. Das war ein Zeichen für ein binäres System, das sowohl einen normalen Stern als auch entweder einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch enthielt, schrieben Forscher in einem neuen Artikel. Sowohl Neutronensterne als auch Schwarze Löcher können unvorhersehbare Röntgenmuster erzeugen, da sie Materie von ihren Begleitsternen absorbieren, jedoch auf sehr unterschiedliche Weise.
In Schwarzen Löchern stammen die Röntgenstrahlen, wie Live Science bereits berichtet hat, von Materie, die sich auf extreme Geschwindigkeiten beschleunigt und enorme Reibung erzeugt, wenn sie in Richtung der Schwerkraftbohrung fällt. In Neutronensternen - superdichten Leichen von Riesensternen, die explodierten, aber nicht zu Singularitäten zusammengebrochen sind - stammen die Röntgenstrahlen von thermonuklearen Explosionen an ihren äußeren Krusten. Etwas bewirkt, dass Atome an den äußersten Teilen dieser seltsamen Sterne verschmelzen und enorme Energien freisetzen, die normalerweise nur tief in den Sternen (sowie in den Kernen mächtiger Wasserstoffbomben) zu finden sind. Ein Teil dieser Energie entweicht als Röntgenlicht.
Während Materie eines normalen Sterns in einen supertininen, superschweren Neutronenstern zerschmettert, erzeugen diese thermonuklearen Explosionen Pilzwolken, die hell genug sind, um mit Röntgenteleskopen gesehen zu werden. Die Autoren dieses neuen Papiers, das online am 13. August im Preprint-Journal arXiv veröffentlicht wurde, zeigen, dass die Röntgenausbrüche von MAXI J1621−501 von thermonuklearen Explosionen auf der Oberfläche des Neutronensterns des Duos herrühren - und dass das Licht von diesen thermonukleare Explosionen folgen einem Muster, das sich ungefähr alle 78 Tage wiederholt.
Die Quelle dieses Musters ist nicht ganz klar. Wissenschaftler haben nur etwa 30 andere Lichter im Weltraum gefunden, die auf diese Weise flackern, schrieben die Forscher. Sie bezeichnen Muster wie dieses als "Superorbitalperioden". Dies liegt daran, dass das Muster einem Zyklus folgt, der viel länger dauert als die Umlaufbahn der Doppelsterne umeinander, was im Fall von MAXI J1621−501 nur 3 bis 20 Stunden dauert.
Die beste Erklärung für diesen Zeitraum von 78 Tagen, so die Autoren, stammt aus einem Artikel, der 1999 in der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde. Neutronensterne in binären Systemen wie diesem, so die Autoren, sind von wirbelnden Wolken umgeben aus Material, das vom regulären Stern in Richtung des Neutronensterns abgesaugt wird und einen sich drehenden, gasförmigen Rock erzeugt, der als Akkretionsscheibe bezeichnet wird.
Ein einfaches Modell dieser Wolkenscheiben legt nahe, dass sie immer in eine Richtung ausgerichtet sind - sie würden genauso aussehen wie die Ringe, die den Saturn umkreisen, wenn Sie dem Planeten im Weltraum folgen und die Ringe direkt anstarren würden. In diesem Modell würden Sie niemals eine Veränderung im Röntgenlicht sehen, da Sie immer auf die gleiche Stelle auf der Akkretionsscheibe zwischen Ihnen und dem Neutronenstern starren würden. Die einzige Änderung des Lichts würde sich aus Änderungen der thermonuklearen Explosionen selbst ergeben.
Die Realität ist jedoch komplizierter. Was wahrscheinlich passiert, schrieben die Autoren, ist, dass die wirbelnde Scheibe um den Neutronenstern in diesem Binärsystem aus der Perspektive der Erde wackelt, wie eine Spitze, die kurz vor dem Umkippen steht. Manchmal bringt das Wackeln mehr Scheibe zwischen den Neutronenstern und die Erde, manchmal weniger. Wir können die Festplatte selbst nicht sehen. Aber wenn dieses Wackeln passiert und die Scheibe alle 78 Tage zwischen uns und dem Stern kreuzt, würde dies das Muster erzeugen, das Astronomen beobachtet haben.
Nach der Entdeckung von 2017 beobachteten die Astronomen 15 Monate lang MAXI J1621−501, schrieben die Forscher und sahen, wie sich das Muster sechsmal wiederholte. Es wiederholte sich nicht perfekt und es gab andere, kleinere Einbrüche im Röntgenlicht. Aber die wackelnde Scheibe bleibt bei weitem die bestmögliche Erklärung für dieses seltsame Röntgenmuster im Weltraum.
