Wetenschap
Kosmische kannibalen blazen straalvliegtuigen de ruimte in met een snelheid van 40% van het licht
Voor het eerst hebben astronomen de snelheid gemeten van snel bewegende jets in de ruimte, cruciaal voor stervorming en de verdeling van elementen die nodig zijn voor leven.
Er is gemeten dat de materiestralen, uitgestoten door sterren die als 'kosmische kannibalen' worden beschouwd, zich met meer dan een derde van de lichtsnelheid voortbewegen - dankzij een baanbrekend nieuw experiment gepubliceerd in Nature vandaag.
De studie werpt nieuw licht op deze gewelddadige processen, waarbij slim gebruik wordt gemaakt van op hol geslagen kernexplosies op het oppervlak van sterren.
Co-auteur Jakob van den Eijnden, Warwick Prize Fellow bij het Departement Natuurkunde van de Universiteit van Warwick, zei:‘De explosies vonden plaats op neutronensterren, die ongelooflijk dicht zijn en berucht vanwege de enorme zwaartekracht die ervoor zorgt dat ze gas uit hun omgeving inslikken. —een zwaartekracht die alleen door zwarte gaten wordt overtroffen.
‘Het materiaal, voornamelijk waterstof van een nabijgelegen ster die eromheen draait, wervelt naar de ingestorte ster en valt als sneeuw over het oppervlak. Naarmate er steeds meer materiaal naar beneden regent, comprimeert het zwaartekrachtveld het totdat er een op hol geslagen kernexplosie ontstaat. Deze explosie botst op de jets die ook uit het binnenvallende materiaal worden geschoten en deeltjes met zeer hoge snelheid de ruimte in werpen."
Het team bedacht een manier om de snelheid en eigenschappen van de jets te meten door röntgen- en radiosignalen te vergelijken die werden opgevangen door de Australia Telescope Compact Array (eigendom van en beheerd door CSIRO, het nationale wetenschapsagentschap van Australië) en die van de European Space Agency (ESA). Integrale satelliet.
Co-auteur Thomas Russell, Nationaal Instituut voor Astrofysica, INAF, Palermo, Italië, zei:"Dit gaf ons een perfect experiment. We hadden een zeer korte, kortstondige impuls van extra materiaal dat in het vliegtuig werd geschoten en dat we kunnen volgen terwijl het langs de jet beweegt om meer te weten te komen over zijn snelheid."
Jakob van den Eijnden voegde hieraan toe:‘Deze explosies vinden elke paar uur plaats, maar je kunt niet precies voorspellen wanneer ze zullen plaatsvinden. Je moet dus lang naar de telescoopwaarnemingen staren en hopen dat je een paar uitbarstingen opvangt. Na drie dagen observatie zagen we tien explosies en straaljagers oplichten."
De jets reisden ongeveer 114.000 kilometer per seconde, een ongelooflijke 35-40% van de lichtsnelheid.
Dit was de eerste keer dat astronomen konden anticiperen en direct konden zien hoe een bepaalde hoeveelheid gas in een straalvliegtuig terechtkwam en vervolgens de ruimte in versnelde.
Co-auteur Nathalie Degenaar, Universiteit van Amsterdam, Nederland, vervolgde:"Op basis van eerdere gegevens dachten we dat de explosie de locatie zou vernietigen waar het vliegtuig werd gelanceerd. Maar we zagen precies het tegenovergestelde:een sterke inbreng in het vliegtuig dan een verstoring."
De onderzoekers denken dat de massa en rotatie van neutronensterren en zwarte gaten ook invloed hebben op de jets.
Nu dit onderzoek mogelijk is, zal dit onderzoek de blauwdruk vormen voor toekomstige experimenten met neutronensterren en hun jets. Jets kunnen ook worden geproduceerd door cataclysmische gebeurtenissen zoals supernova-explosies en gammaflitsen. De nieuwe resultaten zullen brede toepasbaarheid hebben in veel onderzoeken naar de kosmos.