Ancient Meteorite Impact Shattered Santa Fe

Astronomer har hittat det ljusaste och yngsta exemplet än en snurrande stjärna, vilket tyder på att de extremt ljusa versionerna av dessa supertäta föremål kan vara mycket vanligare än tänkta.

Spinnstjärnan, en millisekund pulsar kallad J1823-3021A, är belägen inuti en packad konglomeration av stjärnor som kallas ett globärt kluster cirka 27.000 ljusår från jorden i konstellationen Sagitarrius.

Pulsaren avger otroligt intensiva högergastrågstrålar, som forskarna upptäckte och studerade med hjälp av NASAs Fermi Gamma-Ray Space Telescope. Deras analys tyder på att pulsaren är bara 25 miljoner år gammal - en baby så långt som dessa stjärnor går, för millisekunder pulsar tenderar att vara en miljarder år gammal eller så, sa forskare.

Pulserarens extrema ljusstyrka och ungdomsutmaning ger nuvarande idéer om hur superlätta millisekundspulsar bildas och hur utbredd de kan vara, sa forskare. [Topp 10 störst saker i rymden]

"Dessa anomalöst energiska millisekundpulsärer måste bildas i takt med de tidigare kända, mer normala millisekundspulsärerna - åtminstone i globala kluster, men möjligen även i hela universum", säger studieledare författaren Paulo Freire från Max Planck Institute för radio astronomi i Bonn, Tyskland. "På ett visst sätt skulle denna pulsar vara det präglade spetsen av ett dolt nytt isberg."

Exotiska snabba stjärnor

Pulsar bildas när massiva stjärnor dör i supernovaexplosioner och deras rester kollapser i kompakta föremål som endast tillverkas av partiklarna som kallas neutroner.

När en massa som är lika stor som vår sol är packad i ett utrymme, storleken på en stad, ger det konserverade vinkelmomentet den resulterande neutronstjärnan att snurra mycket snabbt och avger en stråle av högeffektljus som sveper runt som en fyrbelyst.

Detta ljus verkar pulsa eftersom astronomerna bara ser strålen när den är spetsad på jorden. "Normal" pulsars roterar med en hastighet mellan 7 och 3 750 varv per minut, men millisekundspulsar kan snurra mycket snabbare - upp till 43 000 rotationer per minut.

Dessa hyper-spinnare antas vara revved upp genom att materialet växer från en följeslagare. Faktum är att ungefär 80 procent av millisekundspulserna hittills hittats i binära system, sa forskare.

Den nya studien kan kasta lite mer ljus på dessa exotiska föremål. Forskningen är detaljerad online i november 3-numret av tidskriften Science.

I en separat studie tillkännagav astronomer upptäckten av nio tidigare okända gammastrålpulsar, även med Fermi rymdteleskopet.

Dessa pulsarer hade gått obemärkt, eftersom de inte lyser starkt trots deras höga energinivå, enligt forskare med Max Planck-institutet för gravitationsfysik, som meddelade fyndet idag (3 november). Upptäckten kommer att beskrivas i en kommande fråga om Astrophysical Journal.

"Vi använde en ny typ av hierarkisk algoritm som vi ursprungligen hade utvecklat för sökandet efter gravitationsvågor, säger studieförfattaren Bruce Allen, chef för Albert Einstein-institutet i Hannover, Tyskland, i ett uttalande. "Det är som att gräva för diamanter eller guld: Det är väldigt spännande när du hittar något."

Ser i gammastrålnings ljus

För studierna J1823-3021A utbildade forskare Fermi rymdteleskopet på det globala klustret NGC 6624. Globala kluster är bra ställen att leta efter millisekundspulsar, eftersom den täta förpackningen av stjärnor underlättar bildandet av binära system.

Freire och hans kollegor tog upp mycket gammastrålning från klustret - så mycket att de ursprungligen trodde att ljuset kom från 100 eller så millisekund pulsars. Men det var inte fallet.

"Vi finner nu att allt detekterbart gammastrålningsläget kommer från en enda millisekund pulsar," sa Freire till ProfoundSpace.org i ett mail.

Den pulsaren är J1823-3021A, som spinner vid ca 11,100 varv per minut, eller en komplett sväng varje 5.44 millisekunder. Laget upptäckte inte pulsaren; det har varit känt sedan 1990-talet. Men dess otroliga gammastrålningsstyrka förblev oupptäckt tills nu.

J1823-3021A verkar också ha ett mycket starkare magnetfält än andra millisekunder pulsar. Det exotiska objektets kombination av egenskaper kommer sannolikt att få astronomer att skrapa huvudet, sade Freire.

"Det utmanar det sätt som vi tror på millisekund pulsarsform," sa han. "Man trodde inte att de kunde vara så energiska och ha ett så högt magnetfält för spinnperioden för detta objekt (5,44 ms)."

Forskarna är ännu inte övertygade om millisekundens pulsarformationsteorier behöver en tweak eller en seriös översyn.

"Vi undersöker för närvarande ett antal möjligheter, säger studieförfattaren Michael Kramer, chef för Max Planck Institute for Radio Astronomy, i ett uttalande. "Naturen kan till och med bilda millisekunder pulsar på ett sätt som vi inte har förväntat oss."