Pressemeddelelse

Ny type stjerner fortæller om magnetarernes gådefulde oprindelse

17. august 2023

Magnetarerne er de kraftigste magneter i Universet. Disse supertække døde stjerner med ultrakraftige magnetfelter findes overalt i vores galakse, men astronomerne véd ikke præcist hvordan de opstår. Nu har en forskergruppe fundet en levende stjerne, som sandsynligvis vil blive til en magnetar. Den er fundet ved hjælp af mange teleskoper over hele Verden, heriblandt også anlæg fra ESO - Det europæiske Sydobservatorium. Opdagelsen er en ny slags astronomiske objekt - en tung magnetisk heliumstjerne - og den kan lede i retning af at forstå, hvordan magnetarerne opstår.

 

Selvom den er blevet observeret i mere end 100 år, har man ikke nemt kunnet forklare den gådefulde natur for stjernen HD 45166 ud fra sædvanlige stjernemodeller, og man har ikke vidst ret meget om den, ud over at den er del af en dobbeltstjerne [1], er rig på grundstoffet helium, og nogle få gange tungere end vores stjerne Solen.

"Stjernen her var blevet en slags besættelse for mig," siger Tomer Shenar, som er hovedforfatter på en artikel om objektet, som offentliggøres idag i tidsskriftet Science, og som er astronom ved universitetet i Amsterdam. "Tomer og jeg omtaler HD 45166 som ´zombiestjernen´" siger medforfatter og ESO-astronom Julia Bodensteiner, som arbejder i Tyskland. "Det er ikke kun fordi den er så enestående, men også fordi jeg en gang har drillet Tomer med, at den har gjort ham til en zombie."

Shenar har studeret lignende heliumrige stjerner tidligere, og han tænkte, at magnetfelter måske var nøglen til gåden. Faktisk véd forskerne, at magnetfelter påvirker stjerners opførsel, og at de kunne forklare, hvorfor man ikke har kunnet beskrive hD 45166 med de sædvanlige stjernemodeller. Stjernen befinder sig omkring 3000 lysår borte i stjernebilledet Monoceros - Enhjørningen. "Jeg husker, at jeg fik en gnist af inspiration, da jeg gennemgik litteraturen bag: ´Hvad nu hvis stjernen er magnetisk?´," siger Shenar, som for tiden arbejder ved Centret for astrobiologi i Madrid i Spanien.

Shenar og hans forskerhold gik i gang med at studere stjernen ved hjælp af flere forskellige anlæg kloden over. De vigtigste observationer blev foretaget i februar 2022 med et instrument på Canada-France-Hawaii Teleskopet, som kan finde og måle magnetfelter. Holdet fandt desuden arkivdata optaget med instrumentet Extended Range Optical Spectrograph (FEROS), som bruger glasfiberteknologi på ESOs La Silla Observatorium i Chile.

Med observationerne i hus bad Shenar medforfatter Gregg Wade, som er ekspert i stjerners magnetfelter ved Royal Military College of Canada om at gennemgå datamængden. Wades svar bekræftede Shenars formodning: "Ja, min ven, uanset hvad denne her tingest er for noget, så er den helt sikkert magnetisk."

Shenars forskerhold havde opdaget, at stjernen har et utroligt kraftigt magnetfelt på 43 000 gauss, og det gør HD 45166 til den tungeste blandt de magnetiske stjerner, som man til dato har fundet[2]. ”Hele heliumstjernens overflade er næsten 100 000 gange kraftigere end Jordens magnetfelt,” forklarer medforfatter Pablo Marchant, som er astronom ved KU Leuvens astronomiske institut i Belgien.

Hermed har forskerne for første gang fundet en meget tung magnetisk heliumstjerne. "Det er spændende at opdage en ny slags astronomisk objekt," siger Shenar, "og især når den hele tiden har gemt sig synlig for alle."

Ud over det, så leverer opdagelsen spor om oprindelsen til magnetarerne, som er kompakte døde stjerner med magnetfelter, som er mindst en milliard gange stærkere end det, som ses ved HD 45166. Forskerholdets beregninger tyder på, at denne stjerne vil ende sit liv som magnetar. Under sammentrækningen ved stjernens egen vægt, vil magnetfeltet forstærkes, og stjernen bliver til sidst en meget tæt kerne med et magnetfelt på omkring 100 billioner gauss [3] - den kraftigste af slagsen af magneter i Universet.

Shenar og forskerholdet opdagede desuden at HD 45166 vejer mindre end man tidligere har vidst. Den vejer omkring dobbelt så meget som Solen, og dens ledsagestjerne kredser langt fjernere end man tidligere har kendt til. Ud over det tyder forskningsresultaterne her på, at HD 45166 er dannet ved sammensmeltning af to mindre heliumrige stjerner. "Det vi her har opdaget, ændrer fuldstændig på opfattelsen af, hvad HD 45166 er for noget," slutter Bodensteiner.

Edit [17 August]: citatet fra Pablo Marchant er ændret fordi en omregning af enheder fik den tidligere version til at blive forkert.

Noter

 

[1] HD 45166 er et binært stjernesystem, men i teksten her henviser HD 45166 til den heliumrige i parret, ikke til dem begge.

[2] Magnetfeltet på 43 000 gauss er det kraftigste magnetfelt målt for en stjerne, som vejer mere end  Chandrasekhargrænsen, som er den kritiske grænse for om en stjerne kan kollapse og blive til en neutronstjerne (magnetarer er en speciel variant af neutronstjernerne).

[3] Her mener vi med en milliard et et-tal efterfulgt af ni nuller, og en billion er et et-tal efterfulgt af 12 nuller.

Mere information

 

Forskningsresultaterne her offentliggøres i tidsskriftet Science (doi: science.org/doi/10.1126/science.ade3293).

Forskerholdet består af Tomer Shenar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene [API], nu ved Centre for Astrobiology, Madrid, Spanien), Gregg Wade (Department of Physics and Space Science, Royal Military College of Canada, Canada), Pablo Marchant (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), Stefano Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, UK), Julia Bodensteiner (European Southern Observatory, Garching, Tyskland; KU Leuven), Dominic M. Bowman (KU Leuven), Avishai Gilkis (The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Israel), Norbert Langer (Argelander-Institut für Astronomie, Universitӓt Bonn, Tyskland; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany), André Nicolas-Chené (National Science Foundation’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory, Hawai‘i), Lidia Oskinova (Institut für Physik und Astronomie, Universitӓt Potsdam, Tyskland [Potsdam]), Timothy Van Reeth (KU Leuven), Hugues Sana (KU Leuven), Nicole St-Louis (Département de physique, Université de Montréal, Complexe des sciences, Canada), Alexandre Soares de Oliveira (Institute of Research and Development, Universidade do Vale do Paraíba, São José dos Campos, Brazilien), Helge Todt (Potsdam) og Silvia Toonen (API).

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Links

 

• Selve forskningsartiklen
• Fotos af ESOs La Silla Observatorium 
• For journalister: du kan abonnere på vore pressemeddelelser med embargo og på dit eget sprog
• For forskerne: Har du en god historie, så send os et tip

Kontakter

Tomer Shenar
University of Amsterdam and Centre for Astrobiology
Amsterdam and Madrid, the Netherlands and Spain
E-mail: t.shenar@uva.nl

Julia Bodensteiner
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49-89-3200-6409
E-mail: julia.bodensteiner@eso.org

Gregg Wade
Royal Military College of Canada
Tel: +1 613 541-6000 ext 6419
E-mail: Gregg.Wade@rmc-cmr.ca

Pablo Marchant
Institute of Astronomy, KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +32 16 33 05 47
E-mail: pablo.marchant@kuleuven.be

Lida Oskinova
Institute for Physics and Astronomy, University of Potsdam
Potsdam, Germany
Tel: +49 331 977 5910
E-mail: lida@astro.physik.uni-potsdam.de

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2313 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.