Fant nøytronstjerne på dataen

Med datamaskin og internett kan alle som vil melde seg på jakten på roterende nøytronstjerner. Vi trenger ikke gjøre mer enn å stille regnekraft til rådighet.

Publisert
Skjermdump fra skjermspareren til Einstein@Home. Rundt en tredjedel av prosjektets regnekraft brukes til å finkjemme Arecibo-data. (Bilde: Einstein@home)
Skjermdump fra skjermspareren til [email protected] Rundt en tredjedel av prosjektets regnekraft brukes til å finkjemme Arecibo-data. (Bilde: [email protected])

Det er mulig å få navnet sitt i de vitenskapelige historiebøkene uten å arbeide hardt for det.

Vi kan nemlig være med på å oppdage pulsarer ved bare å låne bort datakrefter til forskerne.

Det gjorde tyskeren Daniel Gebhardt og det amerikanske paret Chris og Helen Colvin.

Hjemmedatamaskinene deres tygget på data fra verdens største radioteleskop, Arecibo, og plutselig dukket det opp noe spennende:

Et regelmessig, pulserende signal med en frekvens på 40,8 hertz.

Datamaskinene hadde funnet signalet fra en pulsar som har fått navnet J2007+2722. Dette er et eksotisk himmellegeme som roterer om sin egen akse 40,8 ganger i sekundet, og som sender elektromagnetisk stråling i retning av jorden like ofte.

Det er første gang private har hjulpet til med å finne en pulsar på denne måten. Oppdagelsen beskrives i en vitenskapelig artikkel som nettopp er offentliggjort i Science Express.

Ekstrem fysikk i nøytronstjerner

Videnskab.dk har bedt astrofysiker Jes Madsen, som er professor på Institutt for Fysikk og Astronomi på Aarhus universitet, om å forklare hva pulsarer egentlig er, og hvorfor de er interessante.

Han forteller:

– Pulsarer er roterende nøytronstjerner som dannes i supernovaeksplosjoner. De er spennende fordi mer masse enn det er i solen er blitt komprimert til en kule med en utstrekning på 20-30 kilometer i diameter. Fysikken i pulsarer er helt ekstrem.

Når en stor stjerne har brukt opp drivstoffet sitt, kollapser den og eksploderer som en supernova. Den etterlater seg ofte en superkompakt, roterende nøytronstjerne som i visse tilfeller sender ut stråling som kan fanges av opp teleskoper.

(Foto: Wikimedia Commons)
(Foto: Wikimedia Commons)

Pulsarer er universets fysikklaboratorier

– For at vi kan se dem som pulsarer, må det komme stråling. Det krever at nøytronstjernene har et kraftig magnetfelt, som partikler med ladning kan bevege seg i, slik at det sendes stråling i retning mot jorden, sier Madsen.

– Pulsarer er gode laboratorier til å studere materie ved ekstremt høy tetthet og ofte også ved svært kraftige magnetfelt. Det er en slags fysikklaboratorier i universet, som kan gi informasjon om blant annet partikkelfysikk.

Forskerne vil gjerne finne så mange pulsarer som mulig for å lære mer om hva de egentlig består av, og til syvende og sist finne ut hvordan naturkreftene oppfører seg i ekstreme tilfeller.

En spesiell variant

Det er observert rundt 1900 pulsarer i alt, men J2007+2722 er ikke helt vanlig. Den er sannsynligvis en såkalt «disrupted recycled pulsar», og dem er det bare funnet 13 av.

Benjamin Knispel, som er forsker ved det tyske Max Planck-instituttet for gravitasjonsfysikk og hovedforfatter for den vitenskapelige artikkelen om oppdagelsen, forklarer til videnskab.dk:

– Når to massive stjerner fødes fra den samme gasskyen, kan de inngå i et dobbeltstjernesystem hvor de kretser rundt hverandre. Hvis begge stjernene er minst et par ganger tyngre enn solen, vil de ende livet i supernovaeksplosjoner. Den tyngste stjernen eksploderer først og etterlater en nøytronstjerne.

– Nøytronstjernen mister etter hvert energi og roterer stadig saktere. Men senere kan den andre stjernen svulme opp, og nøytronstjernen kan suge opp stoff fra den. Når det skjer, blir det fart på nøytronstjernen igjen, og magnetfeltet blir svakere. Det kalles «recycling» fordi nøytronstjernen begynner å rotere raskere igjen.

– Til sist eksploderer den andre stjernen også som en supernova og blir til en nøytronstjerne. Hvis eksplosjonen blåser stjernene fra hverandre, etterlates den første nøytronstjernen sin makker som en «disrupted recycled pulsar», som roterer mellom noen få og 50 ganger i sekundet.

Kombinasjonen av rotasjonshastigheten på knappe 41 ganger i sekundet og et relativt svakt magnetfelt får forskerne til å tro at den nyoppdagede pulsaren er oppstått som beskrevet. Men det også være en enklere forklaring:

– Hvis ikke J2007+2722 er en slik pulsar, men i stedet en ung nøytronstjerne som er skapt med et svakt magnetfelt, er den enda mer sjelden. Men under alle omstendigheter er det et svært interessant objekt, og framtidige observasjoner kan fortelle oss mer om hvordan pulsarer kom til verden.

Alle kan være med

Pulsarer er uhyre interessante forskningsobjekter, men det krever enorme mengder beregninger å finne signalene fra dem.

Derfor har astrofysikerne bedt om hjelp fra offentligheten. Og alle med en datamaskin på internett kan være med.

Det krever bare at man henter programmet BOINC og melder på seg det prosjektet som heter [email protected].

Programmet kjører i bakgrunnen og bruker den regnekraften som datamaskinen ellers ikke utnytter.

Man kan godt bruke datamaskinen mens den tygger på data fra teleskopene. Og hvem vet, kanskje er man med på å oppdage en ny pulsar på himmelen.

___________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygård for forskning.no

Referanser og lenker:

[email protected]

Pulsar Discovery by Global Volunteer Computing. Science Express, 12. august 2010.

National Science Foundation: Citizen Scientists Discover Rotating Pulsar