universet

Edderkoppene som spiser stjerner – og forskerne som fanger dem

Edderkopper kan spise partneren sin. Noen av de mest ekstreme stjernene kan gjøre det samme.

Den forholdsvis lille edderkoppulsaren bombarderer sin langt større nabostjerne med så mye energi at siden som vender mot pulsaren, blir dobbelt så varm som solas overflate. Da brennes stjernen sakte bort.
Den forholdsvis lille edderkoppulsaren bombarderer sin langt større nabostjerne med så mye energi at siden som vender mot pulsaren, blir dobbelt så varm som solas overflate. Da brennes stjernen sakte bort.
Steinar Brandslet, Gemini.no

Seksjonen Fra forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Sintef, NTNU, Universitetet i Oslo, Oslo Met, Universitetet i Agder, UiT Norges arktiske universitet, Universitetet i Sørøst-Norge og NMBU.

Professoren er ofte på utkikk etter edderkopper og blir glad når han finner en svart enke eller en rødrygget edderkopp. Men Manuel Linares Alegret er ikke biolog, han er fysiker. Han finner edderkoppene langt ute i verdensrommet.

– Dette er stjerner som kan fordampe naboene sine, sier Linares, som jobber ved Institutt for fysikk ved NTNU. Disse dobbeltstjernene kalles «edderkoppulsarer».

Stjernene har fått navnet sitt fordi de kan «spise» partneren sin, akkurat som enkelte edderkopper gjør.

Samler alle edderkopper på ett sted

Linares leder en forskergruppe som studerer og leter etter slike edderkoppulsarer. I en artikkel i The Astrophysical Journal presenterer de mer enn hundre av dem i en database. Databasen heter SpiderCat og er åpent tilgjengelig for alle interesserte.

Flere fysikere har bidratt til katalogen, spesielt forsker Karri Koljonen.

– SpiderCat er en stor database som viser alle kjente edderkoppulsarer i galaksen vår, bortsett fra dem som finnes i kulehoper som går i bane rundt galaksen, oppsummerer Koljonen.

Han ledet arbeidet med artikkelen og publiseringen av SpiderCat. Fysikkstudenter og ingeniør Bogdan Voaidas har også bidratt bak kulissene.

– SpiderCat er som et levende bibliotek over disse stjernesystemene i galaksen vår. Det hjelper astronomer til å forstå hvordan disse dobbeltstjernene fungerer og endrer seg over tid, sier tidligere student Iacob Nedreaas, som skrev masteroppgaven sin om SpiderCat.

Spider Cat

  • SpiderCat er en katalog over alle kjente edderkoppulsarer i Melkeveien, unntatt dem som finnes i kulehoper som går i bane rundt galaksen.
  • Katalogen inkluderer hovedtypene redbacks og black widows, men også kandidater og uvanlige systemer som transitional, huntsman og tidarren.
  • SpiderCat er et verktøy for forskning på pulsarutvikling, partikkelakselerasjon og fysikken til nøytronstjerner.
  • Den første versjonen av SpiderCat inneholder over hundre systemer. Katalogen samler nøkkelinformasjon som rotasjons- og baneegenskaper, samt data fra radio-, optiske-, røntgen- og gammastråleobservasjoner, blant andre parametere.
  • I det siste har forskere funnet mange flere edderkoppulsarer, takket være Nasas Fermi-LAT og andre svært avanserte teleskoper.

Tettpakket stjerne

Men hva er egentlig disse grådige stjernene?

Først må vi finne ut hva en pulsar er, og kortversjonen er ikke så vanskelig. Det er såkalte nøytronstjerner, og de blir til på dramatisk vis.

– En nøytronstjerne kan dannes når en svær stjerne eksploderer, sier Linares.

Disse nøytronstjernene er bitte små, kanskje bare med en radius på litt over ti kilometer. Men samtidig er de ufattelig tettpakket. Om du kunne veie dem, ville én kubikkmeter veid opp mot en trillion kilo – et tall med 18 nuller.

– En pulsar er en nøytronstjerne som snurrer rundt opptil flere hundre ganger i sekundet, forklarer han.

Du kan sjekke i faktaboksen hvorfor den snurrer så fort. Men du kan prøve å forestille deg at sola vår roterer som en stavmikser på himmelen. Ganske annerledes, ikke sant?

Kort sagt: En pulsar er restene av en gigantstjerne som har eksplodert – og som spinner raskt rundt.

Pulsarer

  • Har du en kontorstol som kan snurre, eller en karusell på lekeplassen, vet du at det er mye lettere å få fart på et lite barn enn på en voksen. Slik er det også med stjerner.
  • En vanlig stjerne har et visst spinn, eller dreieimpuls, som bestemmer rotasjonshastigheten.
  • Etter at stjernens kjerne har kollapset og den har blitt til en nøytronstjerne, beholder den omtrent samme dreieimpuls. Men siden stjernen nå er bitte liten, blir rotasjonshastigheten mye, mye høyere.
  • Pulsarer kan i tillegg rotere raskere dersom de suger til seg masse fra en ledsagerstjerne, noe som tilfører mer dreieimpuls.
  • Noen pulsarer kan spinne flere hundre ganger i sekundet. De raskt roterende magnetfeltene skaper sterke elektriske felt, som igjen produserer elektromagnetiske stråler ved stjernens poler.
  • Denne strålingen sendes ut i verdensrommet og kan oppdages med radioteleskoper. Fra vårt faste observasjonspunkt på jorda oppleves det som regelmessige pulser, som kommer hver gang polene peker mot oss.

Og hva er da en edderkoppulsar?

– En edderkoppulsar er en raskt roterende pulsar som har en stjerne med lav masse ved siden av seg, forklarer doktorgradskandidat Marco Turchetta.

Denne typen pulsar har altså en ledsager med lav masse, som betyr at den ikke er like tettpakket. Så hvordan «spiser» pulsaren partneren sin?

– Pulsaren sender ut intens stråling og partikkelvinder. Disse sliter gradvis ned partneren – som en edderkopp som spiser maken, sier han.

Forskerne deler edderkoppulsarene inn i flere typer, oppkalt etter ulike edderkopper på engelsk. De to hovedtypene er:

  • Redbacks: Disse pulsarene har en ledsagerstjerne som er mindre massiv, men mye større enn nøytronstjernen.
  • Black widows: Her er den andre stjernen svært lett, nesten helt borte.
Forskningsgruppen Love-Nest ved NTNU studerer edderkoppulsarer med støtte fra Det europeiske forskningsrådet (ERC). Her, øverst fra venstre: Jordan Simpson, Marco Turchetta, Maksat Satybaldiev, Karri Koljonen, Bogdan Voaidas og Iacob Nedreaas. Nederst fra venstre: Raphael Mignon-Risse, Vittoria Vecchiotti, Manuel Linares, Bidisha Sen og Devina Misra. Foto: Per Henning/NTNU
Forskningsgruppen Love-Nest ved NTNU studerer edderkoppulsarer med støtte fra Det europeiske forskningsrådet (ERC). Her, øverst fra venstre: Jordan Simpson, Marco Turchetta, Maksat Satybaldiev, Karri Koljonen, Bogdan Voaidas og Iacob Nedreaas. Nederst fra venstre: Raphael Mignon-Risse, Vittoria Vecchiotti, Manuel Linares, Bidisha Sen og Devina Misra.

I tillegg finnes det varianter som ikke passer helt inn i de andre typene, som «huntsman» og «tidarren».

Hva samler egentlig SpiderCat?

Den nye katalogen SpiderCat beskriver hvor raskt nøytronstjernene spinner og hvor lang tid det tar for de to stjernene i systemet å gå i bane rundt hverandre. Den gir også en oversikt over massen til ledsagerstjernen.

Forskerne har i tillegg studert hvordan stjernene ser ut i ulike typer lys, som radiobølger, røntgen, synlig lys og gammastråler.

Katalogen er et verktøy slik at forskere kan studere hvordan disse systemene fungerer og utvikler seg. De kan lære mer om fysikken bak nøytronstjerner, forstå ekstrem partikkelakselerasjon og utforske hvordan materie oppfører seg under de mest intense forholdene i universet.

Fant den nærmeste edderkoppen

NTNU har flere forskere som er tungt involvert i edderkoppulsar-forskning gjennom forskningsgruppen Love-Nest. Turchetta har ledet et svært omfattende søk etter edderkoppulsarer i galaksen vår.

– Blant annet har vi funnet det nærmeste systemet som kan være en edderkoppulsar. Dette systemet er bare 659 parsec unna, sier han.

Parsec er et mål for avstand, ikke tid. 659 parsec tilsvarer omtrent 2149 lysår, eller 20,3 billiarder kilometer. Altså dette tallet: 2,03 × 10¹⁶.

Ikke akkurat rett i nabolaget heller, men det er kanskje like greit.

Artikkelen ble først publisert på Gemini.no

universet fra forskning

Les flere artikler









Powered by Labrador CMS