Død stjerne med monster-magnetfelt

Magnetaren SGR 0418 ligger rundt 6500 lysår unna i Melkeveien. Illustrasjon: (Foto: ESA/ATG medialab)
Magnetaren SGR 0418 ligger rundt 6500 lysår unna i Melkeveien. Illustrasjon: (Foto: ESA/ATG medialab)

Magnetaren SGR 0418 så først ut til å være en pusling av sitt slag. Men nye målinger viser at dette magnetiske monsteret har noen av de sterkeste magnetfeltene som noensinne har blitt målt.

En nøytronstjerne er restene som er igjen etter at en stor stjerne har eksplodert som en supernova.

I en så stor stjerne er tyngdekreftene i dens indre blant de sterkeste og mest ekstreme i hele universet. På slutten av sitt liv kollapser stjernen under sin egen vekt, så raskt og så voldsomt at hele stjernen eksploderer.

Restene som da er igjen er et bittelite, men ekstremt tett objekt som spinner hurtig rundt sin egen akse, gjerne flere ganger per sekund. Dette er en nøytronstjerne og er noen av de tetteste objektene i universet.

Nøytronstjerne og magnetar

Men enkelte nøytronstjerner nøyer seg ikke med dette. Noen av dem har et ekstremt sterkt magnetfelt, opptil tusen ganger sterkere enn andre nøytronstjerner, og kalles for magnetarer.

En magnetars superintense magnetfelt får den til å slynge ut store mengder høyenergetisk elektromagnetisk stråling, som gammastråling og røntgenstråling.

En pulsar (pulserende nøytronstjerne) omtrent 1000 lysår fra jorda, fotografert i røntgenstråler med romteleskopet Chandra. (Foto: NASA/CXC/University of Toronto/M. Durant, et.al)
En pulsar (pulserende nøytronstjerne) omtrent 1000 lysår fra jorda, fotografert i røntgenstråler med romteleskopet Chandra. (Foto: NASA/CXC/University of Toronto/M. Durant, et.al)

Det er disse pulsene med høyenergetisk stråling som gjør at forskerne kan oppdage magnetarer, på tross av at de ofte har en diameter på bare 20 kilometer eller mindre.

Slik var det at magnetaren SGR 0418+5729 (eller bare SGR 0418) ble oppdaget av NASAs romteleskop Fermi og den russiske romorganisasjonen Roscosmos' romteleskop Koronas-Photon i juni 2009.

Magnetar eller ikke?

Siden den gang har magnetaren blitt undersøkt av flere ulike observatorier, inkludert ESAs romteleskop XMM-Newton, som utforsker himmelen i røntgendelen av spekteret.

Den europeiske romorganisasjonen ESAs romteleskop XMM-Newton undersøker himmelen i røntgenstråledelen av spekteret. Illustrasjon: (Foto: ESA)
Den europeiske romorganisasjonen ESAs romteleskop XMM-Newton undersøker himmelen i røntgenstråledelen av spekteret. Illustrasjon: (Foto: ESA)

SGR 0418 ligger i vår egen galakse, rundt 6500 lysår borte fra jorda. Først gjorde magnetaren seg bemerket fordi målinger av magnetfeltet dens viste verdier hundre ganger lavere enn det som er typisk for magnetarer.

Var SGR 0418 egentlig en magnetar eller “bare” en nøytronstjerne med et sterkere magnetfelt enn vanlig? For å finne ut av dette utviklet forskerne en annen metode for å måle magnetfeltet til SGR 0418.

Ny metode for å måle magnetarer

Til nå har forskerne målt styrken på magnetfeltet til en magnetar ved å undersøke hvor mye spinnfart den mister over tid. Det var slik forskerne først fikk inntrykk av at SGR 0418 hadde et svakt magnetfelt.

Men så målte forskerne endringene i røntgenstrålingen fra magnetaren med svært korte mellomrom, noe som gjorde at de kunne analysere magnetfeltet i mye større detalj.

Sterke lokale magnetfelt gir utbrudd av røntgen- og gammastråling på overflaten av magnetarer. Illustrasjon: (Foto: ESA/ATG medialab)
Sterke lokale magnetfelt gir utbrudd av røntgen- og gammastråling på overflaten av magnetarer. Illustrasjon: (Foto: ESA/ATG medialab)

Det avslørte at SGR 0418 er et sant magnetisk monster med noen av de sterkeste magnetfeltene som har blitt funnet, opptil 1015 Gauss.

Små men ekstreme magnetfelt

SGR 0418 har et vridd og intrikat magnetfelt der små områder, gjerne bare noen få hundre meter i diameter, blir ekstremt intense.

Disse magnetiske områdene er så vridde og så sterke at de bryter opp den ekstremt tette materien til magnetaren og skaper utbrudd av røntgenstråling og andre høyenergetiske partikler på overflaten, på samme måte som solflekker fører til utbrudd av gass og plasma på sola.

Et utbrudd på sola skaper solstorm i rommet. (Foto: Nasa/SDO)
Et utbrudd på sola skaper solstorm i rommet. (Foto: Nasa/SDO)

- Målingene fra XMM-Newton, sammen med den nye metoden for å analysere dataene fra romteleskopet, gjorde at vi kunne utføre de første detaljerte målingene av magnetfeltet til en magnetar og bekrefte at det er blant de sterkeste magnetfeltene som noen gang har blitt målt i universet, sier Norbert Schartel, ESAs prosjektforsker på XMM-Newton.

Er alle nøytronstjerner magnetarer?

Nå har forskerne et nytt redskap for å undersøke magnetfeltet til andre magnetarer og nøytronstjerner, noe som vil øke kunnskapen om disse ekstreme himmellegemene.

Kanskje er alle, eller langt på vei de fleste, nøytronstjerner magnetarer med sterke magnetfelt og utbrudd på overflaten.

De nye forskningsresultatene er publisert i artikkelen “A variable absorption feature in the X-ray spectrum of a magnetar,” av A. Tiengo et al. i Nature den 15. august 2013.

Powered by Labrador CMS