Een onderzoeker van de Universiteit van Arkansas maakt deel uit van een team van astronomen die een uitbarsting van röntgenstraling hebben geïdentificeerd vanuit een sterrenstelsel op ongeveer 6,5 miljard lichtjaar afstand, wat consistent is met de samensmelting van twee neutronensterren om een ​​magnetar te vormen - een grote neutronenster met een extreem krachtig magnetisch veld. Op basis van deze observatie, de onderzoekers konden berekenen dat dergelijke fusies ongeveer 20 keer per jaar plaatsvinden in elk gebied van een miljard lichtjaar in blokjes.

Het onderzoeksteam, waaronder Bret Lehmer, assistent-professor natuurkunde aan de Universiteit van Arkansas, geanalyseerde gegevens van het Chandra X-ray Observatory, NASA's vlaggenschip röntgentelescoop.

Het Chandra Deep Field-South-onderzoek omvat meer dan 100 röntgenwaarnemingen van een enkel gebied van de hemel over een periode van meer dan 16 jaar om informatie te verzamelen over sterrenstelsels in het hele universum. Lehmer, die 15 jaar bij het observatorium heeft gewerkt, samengewerkt met collega's in China, Chili en Nederland, en aan de Pennsylvania State University en de University of Nevada. De studie is gepubliceerd in Natuur .

Een neutronenster is een kleine, zeer dichte ster, gemiddeld ongeveer 12 mijl in diameter. Neutronensterren worden gevormd door de ineenstorting van een ster die massief genoeg is om een ​​supernova te produceren, maar niet massief genoeg om een ​​zwart gat te worden. Wanneer twee neutronensterren samensmelten tot een magnetar, het resulterende magnetische veld is 10 biljoen keer sterker dan een keukenmagneet.

"Neutronensterren zijn mysterieus omdat de materie erin zo extreem dicht is en niet kan worden gereproduceerd in een laboratorium, Lehmer legde uit. "We hebben nog geen goed begrip van de fysieke toestand van de materie in neutronensterren. Fusies met neutronensterren produceren veel unieke gegevens die ons aanwijzingen geven over de aard van neutronensterren zelf en wat er gebeurt als ze botsen."

Een eerdere ontdekking van twee neutronensterren die samensmelten, die zwaartekrachtsgolven en gammastraling gebruikte om de waarneming te doen, gaf astronomen nieuw inzicht in deze objecten. Het onderzoeksteam gebruikte deze nieuwe informatie om patronen in de röntgengegevens van Chandra Observatory te zoeken die consistent waren met wat ze leerden over samensmeltende neutronensterren.

De onderzoekers vonden een uitbarsting van röntgenstralen in de gegevens van de Chandra Deep Field-South-enquête. Na het uitsluiten van andere mogelijke bronnen van de röntgenstralen, ze bepaalden dat de signalen afkomstig waren van het proces van twee neutronensterren die een magnetar vormden.

"Een belangrijk bewijsstuk is hoe het signaal in de loop van de tijd veranderde, "zei Lehmer. "Het had een heldere fase die afnam en vervolgens op een heel specifieke manier afnam. Dat is precies wat je zou verwachten van een magnetar die snel zijn magnetische veld verliest door straling."

Soortgelijke berekeningen over de snelheid van fusies van neutronensterren zijn gemaakt op basis van de fusies die zijn gedetecteerd door zwaartekrachtsgolven en gammastralen, het versterken van de argumenten voor het gebruik van röntgengegevens om dergelijke exotische samensmeltingsgebeurtenissen in het universum te vinden.