Forskere finder fartgrænsen for universets hurtigst roterende objekter

Mere end 700 omdrejninger i sekundet.

Så hurtigt roterer de hurtigste neutronstjerner, astronomerne hidtil har fundet. Neutronstjerner er ekstremt kompakte rester af tunge stjerner, der er eksploderet som supernovaer.

I mere end 40 år har astronomer ledt efter neutronstjerner, der roterer endnu hurtigere, fordi det teoretisk kan lade sig gøre.

Nu peger et internationalt forskerhold ledet af professor Thomas Tauris fra Aalborg Universitet på en mulig forklaring: De findes måske slet ikke.

I en videnskabelig artikel i Living Reviews in Relativity konkluderer forskerne, at naturen formentlig ikke kan danne neutronstjerner – også kaldet millisekundpulsarer - der roterer ret meget hurtigere end de nuværende rekordholdere.

”Vi har kombineret detaljerede beregninger af stjerners udvikling og masseoverførsel til neutronstjerner med simuleringer af, hvordan radiosignaler fra hurtigt roterende neutronstjerner påvirkes af kraftige accelerationer. Konklusionen er, at naturen formentlig ikke kan danne millisekundpulsarer, der roterer meget hurtigere end den hidtidige rekord på omkring 1,4 millisekunder,” siger Thomas Tauris.

1,4 millisekunder svarer til de cirka 700 omdrejninger i sekundet.

To milliarder biler i en terning

Jagten på rekorden handler imidlertid om mere end at finde ud af, hvor hurtigt en stjerne kan rotere.

Neutronstjerner udsætter stof for tætheder og tryk, som forskerne ikke kan skabe i laboratorier på Jorden. Dette skyldes det enorme tyngdefelt på en neutronstjerne. Derfor kan de bruges som naturlige laboratorier til at undersøge fysik under nogle af de mest ekstreme forhold i universet.

”Deres tæthed svarer til at presse to milliarder biler ind i en terning, mens deres magnetfelter er millioner gange stærkere end de kraftigste, vi selv kan skabe. Ny viden om millisekundpulsarernes rotation kan derfor lære os noget om den fundamentale fysik, som stoffet omkring os er opbygget af ved netop at undersøge, hvordan stof reagerer under disse ekstreme forhold,” siger Thomas Tauris.

Trods forskerholdets – ikke mindst i videnskabelige miljøer – opsigtsvækkende resultat, vil den teoretiske astrofysiker ikke udelukke, at universet stadig kan overraske.

”Jeg håber egentlig, at vi tager fejl – jeg elsker idéen om, at naturen kan skabe en sub-millisekundpulsar,” siger han.

Fakta om neutronstjerner

• Neutronstjerner dannes af stjerner, der oprindeligt havde en masse mellem ca. 8 og 25–30 gange Solens masse
• En neutronstjerne har en masse, der er større end Solens, men er presset sammen i en kugle med en radius på blot 10–13 km (ca. på størrelse med en ø som Mors)
• En enkelt teskefuld af en neutronstjerne har en masse svarende til massen af alle biler i verden
• Kollisioner mellem neutronstjerner danner tunge elementer som guld, platin og uran. Derfor er guld i smykker sandsynligvis dannet i en kollision mellem to neutronstjerner for mere end 5 milliarder af år siden

Fakta om Thomas Tauris

• Professor i astrofysik ved Institut for Materialer og Produktion på Aalborg Universitet.

• Han forsker i teoretisk astrofysik med særligt fokus på kompakte objekter som neutronstjerner, sorte huller og hvide dværge.

• Hans forskning omfatter blandt andet pulsarer, gravitationsbølger, supernovaer og udviklingen af binære stjernesystemer

• Han er desuden gæsteprofessor ved Max Planck-Instituttet for Radioastronomi i Bonn

• I 2023 udgav han sammen med Ed van den Heuvel lærebogen Physics of Binary Star Evolution hos Princeton University Press