Kolliderende neutronstjerner kan have udsendt 'kokoner'
Var det en smal 'jet' eller en bredere udstrømning af materiale – en såkaldt 'kokon' – der udsendte røntgenstråler og radiobølger efter sammenstødet mellem to neutronstjerner? Forskerne hælder til det sidste.
Kokon

Omtrent sådan forestiller forskerne sig, udstrålingen fra de kolliderende neutronstjerner har set ud. De såkaldte kokoner er vist med lyserødt. (Illustration: D. Berry/NRAO/AUI/NSF)

Omtrent sådan forestiller forskerne sig, udstrålingen fra de kolliderende neutronstjerner har set ud. De såkaldte kokoner er vist med lyserødt. (Illustration: D. Berry/NRAO/AUI/NSF)

Det sammenstød mellem to neutronstjerner, der blev observeret 17. august 2017, var en rodet affære. Forskerne forsøger stadig at danne sig et billede af, hvad der egentlig skete i den fjerne galakse cirka 140 millioner lysår herfra.

Sikkert er det, at der først blev målt tyngdebølger. Umiddelbart derefter målte rumteleskoper et gammaglimt – en kortvarig, kraftig puls af gammastråling – og siden blev der målt elektromagnetisk stråling i alle mulige bølgelængder.

Der er enighed om, at to neutronstjerner kredsede stadig tættere om hinanden, indtil de til sidst smeltede sammen. I den forbindelse blev der dannet et sort hul – eller måske en meget stor neutronstjerne – samtidig med at store mængder stof blev slynget ud i rummet.

Historien kort
  • Ved to neutronstjerners sammenstød blev der blandt andet udsendt gammastråling, røntgenstråling og radiobølger.
  • Disse former for stråling kan enten være fra en smal jet eller en bredere 'kokon'. Ny forskning peger på det sidste.
  • Dansk professor er dog ikke overbevist.

Men præcis hvor i den kaotiske kollision, det observerede gammaglimt og senere røntgenstrålingen og radiobølgerne kom fra, er stadig et varmt emne.

Spørgsmålet er, hvad der udsendte disse former for elektromagnetisk stråling.

En kokon af materiale kom imod os

Det har en gruppe astrofysikere nu et bud på. De mener, at strålingen blev udsendt fra en form for asymmetrisk boble af stof, der fik fart på i de første sekunder efter sammenstødet – en boble, som kaldes en kokon.

I en artikel i det videnskabelige tidsskrift Nature argumenterer forskerne for, at der blev udsendt sådan en kokon – en vid udstrømning af materiale – omtrent i retning af os (men for den sags skyld også væk fra os).

»Måske er kokoner et almindeligt resultat af sammensmeltningen mellem neutronstjerner,« skriver radioastronom og medforfatter til artiklen Keith Bannister fra den australske forskningsinstitution CSIRO i en pressemeddelelse.

»Nu ved vi, hvordan de giver sig til kende. Så kan vi gå på jagt efter dem.«

En computersimulering af neutronstjernekollisionen viser, hvordan kokonen kan udvikle sig. (Video: E. Nakar/O. Gottlieb/L. Singer/M. Kasliwal/GROWTH collaboration)

Vidvinklet udstrømning forklarer radiobølger

Ifølge forskerne kan sådan en kokon bedst forklare observationerne af røntgenstråling og radiobølger, specielt det faktum, at intensiteten af radiobølgerne steg helt frem til 18. november, 93 døgn efter sammenstødet.

»At radiosignalet gradvist blev kraftigere, indikerer en vidvinklet udstrømning af materiale, der bevægede sig væk fra de sammensmeltede neutronstjerner med hastigheder nær lysets,« fortæller førsteforfatter Kunal Mooley fra National Radio Astronomy Observatory i USA i en pressemeddelelse.

I starten var forskerne ellers mest tilbøjelige til at mene, at strålingen kom fra en såkaldt jet. De astrofysiske jets opstår, når kraftige magnetfelter får ladede partikler til at fare af sted i med noget nær lysets hastighed. Så udsendes stråling i ret kompakte kegler i to forskellige retninger langs med det astronomiske objekts rotationsakse.

Jet fordrede kokon

Gammaglimtet var ikke særlig kraftigt, og det blev forklaret med, at strålingen fra jetten kun strejfede Jorden – vi var ikke lige i sigtelinjen.

I den nye, videnskabelige artikel afviser forskerne ikke, at der blev skabt jets i kollisionen, men de anser det for usandsynligt, at røntgenstrålingen og radiobølgerne kom fra selve jetten.

I stedet mener de, at jetten kan have forsynet en større udstrømning af stof med energi – at materiale udkastet i sammenstødet mellem neutronstjernerne så at sige kvalte jetten og stjal dens energi, så den aldrig rigtig foldede sig ud.

Stoffet lagde sig altså som en kokon rundt om jetten – deraf navnet. En kokon udbreder sig i en større vinkel end en jet.

»En jet kan ikke udelukkes«

»Det er god videnskab, og det er fair nok at pointere, at der ikke nødvendigvis har været en jet. Det er også rigtigt, at modeller med en klart afgrænset jet – en såkaldt top hat jet – nu kan afvises,« siger professor Jens Hjorth fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Jet eller kokon

Her ses forskellen mellem jets (til venstre) og kokoner (til højre). Kokonen er bredere, hvilket gør det lettere at forklare, hvordan visse former for stråling kunne opfanges på Jorden. (Illustration: D. Berry/NRAO/AUI/NSF)

Jens Hjorth forsker selv i emnet, men har ikke været involveret i den aktuelle, videnskabelige artikel. Han mener dog ikke, at man nu fuldstændig kan udelukke, at der har været en jet på spil.

»Det er en interessant og realistisk model, men jeg mener ikke, at muligheden for en jet er udelukket med den. Både kokon-udsendelsen og en struktureret jet kan forklare dataene, som de er nu. Sådan ser jeg det,« siger han.

»Det kunne godt være en struktureret jet, hvor der ikke er en klar begrænsning af jetten – hvor der er udstråling uden for den. Og så er spørgsmålet, om den ene af modellerne kan udelukkes med nye observationer,« fortsætter Jens Hjorth.

»Det kan også være, at de to modeller vil nærme sig hinanden så meget, så det faktisk er de samme fysiske fænomener, de forudsiger.«

Vid vinkel giver flere observationer

Om ikke andet er det kun en fordel for forskerne, hvis en del af strålingen efter et neutronstjernesammenstød udsendes i en bred kegle frem for en snæver.

Når strålingen udsendes fra en vidvinklet udstrømning af materiale, er der nemlig større sandsynlighed for, at strålingen rammer Jorden og fanges af teleskoper.

Dermed vil man kunne observere mere stråling fra flere af de kosmiske kollisioner i fremtiden.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.