Composietbeeld van Geminga. Afbeelding tegoed: XMM-Newton Klik om te vergroten
Een team onder leiding van Dr. Patrizia Caraveo van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) in Milaan ontdekte dit kometenparcours met gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory Archive. De ontdekking volgt op de ontdekking van het team in 2003 met behulp van ESA's XMM-Newton of Geminga's dubbele röntgenstaarten die zich uitstrekken over miljarden chilometers.
Samen geven deze waarnemingen een uniek inzicht in de inhoud en dichtheid van de interstellaire "oceaan" waar Geminga doorheen ploegt, evenals de fysica van Geminga zelf. Geminga is niet alleen dichtbij, slechts ongeveer 500 lichtjaar van de aarde, het snijdt over onze gezichtslijn en biedt een spectaculair zicht op een pulsar in beweging.
"Geminga is de enige geïsoleerde pulsar die we kennen die zowel een klein komeetachtig spoor als een grotere staartstructuur laat zien", zegt Dr. Andrea De Luca van INAF's Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, hoofdauteur van een artikel over deze ontdekking in Astronomie en astrofysica. "Deze jettison van Geminga's reis door de interstellaire ruimte levert ongekende informatie op over de fysica van pulsars."
Een pulsar is een type van snel ronddraaiende neutronenster die bij elke rotatie stabiele stralingspulsen uitzendt, die langs sterke magnetische veldlijnen worden geleid, net zoals een vuurtorenbundel die door de ruimte zwaait. Een neutronenster is de kern van een geëxplodeerde ster die minstens acht keer zo zwaar is als de zon.
Deze dichte sterren, slechts ongeveer 20 kilometer breed, bevatten nog steeds ongeveer de massa van de zon. Neutronensterren bevatten het dichtste materiaal dat we kennen. Zoals veel neutronensterren kreeg Geminga een "kick" van de explosie die het veroorzaakte en vliegt sindsdien als een kanonskogel door de ruimte.
De Luca zei dat Geminga's complexe fenomenologie van staarten en een spoor afkomstig moet zijn van hoogenergetische elektronen die de pulsar-magnetosfeer moeten ontvluchten via paden die duidelijk worden aangedreven door de beweging van de pulsar in het interstellaire medium.
De meeste pulsars zenden radiogolven uit. Toch is Geminga 'radio-stil' en werd 30 jaar geleden ontdekt als een unieke 'alleen gammastraal'-bron (pas later werd Geminga gezien in de röntgen- en optische lichtgolfbanden). Geminga genereert gammastraling door elektronen en positronen, een soort antimaterie, te versnellen tot hoge snelheden terwijl het vier keer per seconde ronddraait als een dynamo.
"Astronomen weten dat slechts een fractie van deze versnelde deeltjes gammastraling produceert, en ze hebben zich afgevraagd wat er met de overige gebeurt", zegt Caraveo, co-auteur van het artikel Astronomy & Astrophysics. “Dankzij de gecombineerde mogelijkheden van Chandra en XMM-Newton weten we nu dat dergelijke deeltjes kunnen ontsnappen. Zodra ze het schokfront bereiken, gecreëerd door de supersonische beweging van de ster, verliezen de deeltjes hun energie die röntgenstralen uitstraalt. ”
Ondertussen zou een gelijk aantal deeltjes (met een verschillende elektrische lading) in de tegenovergestelde richting moeten bewegen, terug gericht op de ster. Inderdaad, wanneer ze de korst van de ster raken, creëren ze kleine hotspots, die zijn gedetecteerd door hun wisselende röntgenstraling.
De volgende generatie hoogenergetische gammastraalinstrumenten - namelijk de geplande AGILE-missie van de Italiaanse ruimtevaartorganisatie en de GLAST-missie van NASA - zal het verband tussen het röntgen- en gammastraalgedrag van pulsars onderzoeken om aanwijzingen te geven voor de aard van onbekend gamma -ray bronnen, volgens Prof. Giovanni Bignami, co-auteur en directeur van het Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) in Toulouse, Frankrijk. Van de 271 gammastraalobjecten met hogere energie die werden gedetecteerd door een NASA-telescoop genaamd EGRET, bleven er 170 niet geïdentificeerd in andere golfgebieden. Deze niet-geïdentificeerde objecten kunnen "gammastraalpulsars" zijn, zoals Geminga, waarvan het optische en röntgenlicht mogelijk alleen zichtbaar is vanwege de nabijheid van de aarde.
Er zijn slechts ongeveer een dozijn andere radio-stille geïsoleerde neutronensterren bekend, en Geminga is de enige met staarten en sporen en een overvloed aan gammastraling. Bignami noemde Geminga in 1973 voor 'Gemini-gammastraalbron'. In zijn lokale Milanese dialect is de naam een woordspeling op 'ghe minga', wat betekent 'het is er niet'. Geminga was inderdaad tot 1993 niet geïdentificeerd op andere golflengten, twintig jaar na haar ontdekking.
Het ontdekkingsteam omvat ook Drs. Fabio Mattana en Alberto Pellizzoni van de INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica.
Oorspronkelijke bron: INAF News Release
