Kompakte objekter

DTU Space bygger og opererer røntgen- og gammateleskoper til satellitter, der studerer sorte huller og neutronstjerner, de såkaldte kompakte objekter.

Sorte huller og neutronstjerner er rester efter tunge stjerner, der har endt deres liv i en supernova-eksplosion. De kaldes kompakte objekter, fordi stoftætheden i dem er ekstremt høj. En neutronstjerne har for eksempel kun har en radius på omkring 10 kilometer, men en masse der er lidt større end Solens. Derfor er stoftætheden i en neutronstjerne på omkring 100 000 ton per teskefuld. I et sort hul er stoftætheden endnu højere. 

Kraftige tyngdefelter

De kompakte objekter har ekstremt kraftige tyngdefelter. Tyngdefeltet omkring en neutronstjerne er for eksempel hundrede milliarder gange større end Jordens tyngdefelt. Tyngdefeltet omkring et sort hul er endnu kraftigere, og selv ikke lyset kan undslippe det. Derfor udsender sorte huller ikke selv stråling, heller ikke røntgen- og gammastråling, men de påvirker omgivelserne på en måde, der kan detekteres netop som røntgen- og gammastråling.

Røntgen- og gammastråling

Det kræver, at der er en ledsagende stjerne. Det meste af den høj-energetiske stråling opstår, når et kompakt objekt trækker stof til sig fra den ledsagende stjerne. Når stoffet nærmer sig det kompakte objekt, dannes der i nogle tilfælde en roterende skive af stof omkring objektet, en såkaldt opsamlingsskive. Stoffet i skiven varmes op til flere millioner grader på grund af energien i det superkraftige tyngdefelt fra det kompakte objekt. Derfor gløder skiven med høj-energetisk stråling, der kan observeres med røntgenteleskoper.

Nogle neutronstjerner udsender selv røntgen- og gammastråling fra deres overflade. Det er fx. tilfældet med pulsarer og med magnetarer, der er forholdsvis unge neutronstjerner med uhyre stærke magnetfelter. I sidstnævnte er magnetfeltet så krafigt, at det forårsager såkaldte stjerneskælv, og den udsendte gammastråling fra den fjerne neutronstjerne kan være stærk nok til, at den er i stand til at ionisere Jordens atmosfære. For andre, ældre neutronstjerner, frigøres strålingen fordi stoffet fra opsamlingsskiven falder ned på neutronstjernen og lægger sig på overfladen: På grund af den høje temperatur og tæthed bliver stoffet presset sammen i en sådan grad, at det giver anledning til termonukleare eksplosioner - observerbare som røntgenglimt, typisk af nogle sekunders til få minutters varighed.

Via røntgen- og gamma-observationer af de energirige fænomener nær neutronstjerner og sorte huller er det muligt at studere fysikkens love under de mest ekstreme forhold, som aldrig ville kunne reproduceres i laboratorier på Jorden.  

Røntgen-teleskoper

DTU Space har bygget og opererer to røntgen-teleskoper, JEM-X (Joint European X-ray Monitor) ombord på ESA's rumbaserede observatorium INTEGRAL, som siden 2002 har studeret himlen i røntgen- og gammastråling. DTU Space yder også et vigtigt bidrag til gamma-teleskopet på missionen NuStar, som NASA opsendte 13. juni 2012.

På jagt efter sorte huller

NASA sonden NuStar skal lede efter sorte huller med avanceret højteknologi fra DTU Space. Se mere om NuStar her.
http://www.space.dtu.dk/Forskning/Universet/Kompakte_objekter
25 JUNI 2017