Magnetars zijn de gewelddadige, exotische neven van de bekende neutronenster. De enorme magnetische veldsterkte die wordt voorspeld door waarnemingen van magnetars is echter een mysterie. Waar halen magnetars hun sterke magnetische velden? Volgens nieuw onderzoek zou het antwoord in de nog meer mysterieuze quark-ster kunnen liggen ...
Het is bekend dat neutronensterren zeer sterke magnetische velden hebben. Neutronensterren, geboren uit supernova's, behouden het impulsmoment en het magnetisme van de moederster. Daarom zijn neutronensterren extreem magnetische, vaak snel ronddraaiende lichamen, die krachtige straling uit hun polen stoten (gezien vanaf de aarde als een pulsar als de gecollimeerde straling door ons gezichtsveld zou gaan). Soms gedragen neutronensterren zich niet zoals ze zouden moeten, waardoor grote hoeveelheden röntgenstralen en gammastralen worden uitgestoten, waardoor een heel krachtig magnetisch veld. Deze vreemde, gewelddadige entiteiten staan bekend als magnetars. Omdat ze een vrij recente ontdekking zijn, werken wetenschappers hard om te begrijpen wat magnetars zijn en hoe ze hun sterke magnetische veld hebben verworven.
Denis Leahy, van de Universiteit van Calgary, Canada, presenteerde een studie over magnetars tijdens een sessie van 6 januari tijdens de AAS-bijeenkomst van deze week in Long Beach, waaruit bleek dat de hypothetische 'quark-ster' zou kunnen verklaren wat we zien. Van quarksterren wordt gedacht dat ze de volgende fase zijn van neutronensterren; als de zwaartekracht de structuur van de door neutronen gedegenereerde materie overweldigt, is quark-materie (of vreemde materie) het resultaat. De vorming van een quarkster kan echter een belangrijke bijwerking hebben. Kleurferromagnetisme in quark-materie met kleur-smaakvergrendeling (de meest dichte vorm van quark-materie) zou een levensvatbaar mechanisme kunnen zijn voor het genereren van een immens krachtige magnetische flux zoals waargenomen in magnetars. Daarom kunnen magnetars het gevolg zijn van zeer gecomprimeerde quark-materie.
Deze resultaten zijn verkregen door computersimulatie. Hoe kunnen we het effect van een quarkster - of de "quarksterfase" van een magnetar - in een supernova-overblijfsel waarnemen? Volgens Leahy kan de overgang van neutronenster naar quarkster van dagen tot tijd plaatsvinden duizende jaren na de supernova-gebeurtenis, afhankelijk van de omstandigheden van de neutronenster. En wat zouden we zien als deze overgang plaatsvindt? Er zou een secundaire straling van de neutronenster na de supernova moeten zijn als gevolg van het vrijkomen van energie wanneer de neutronenstructuur instort, waardoor astronomen mogelijk de kans krijgen om te zien dat een magnetar wordt 'ingeschakeld'. Leahy berekent ook dat 1-op-10 supernova's een magnetisch overblijfsel zouden moeten produceren, dus we hebben een goede kans om het mechanisme in actie te zien.
