Het is misschien oud, maar het is niet dood. Onder geïsoleerde pulsars - degenen die niet zijn opgedraaid in een binair systeem - is het meer dan 10 keer ouder dan de vorige recordhouder. Een team van astronomen onder leiding van George Pavlov van Penn State University observeerde J0108 in röntgenstralen met Chandra en ontdekte dat het in röntgenstralen veel helderder gloeit dan werd verwacht voor een pulsar van zulke geavanceerde jaren.
Op een afstand van 770 lichtjaar is het ook een van de dichtstbijzijnde pulsars die we kennen.
Pulsars worden gemaakt wanneer sterren die veel zwaarder zijn dan de zon instorten bij supernova-explosies, waardoor een kleine, ongelooflijk zware kern achterblijft, die bekend staat als een neutronenster. Bij hun geboorte draaien deze neutronensterren, die het dichtste materiaal bevatten dat in het heelal bekend is, snel, tot wel honderd omwentelingen per seconde. Omdat de roterende bundels van hun straling door verre waarnemers worden gezien als pulsen, vergelijkbaar met een vuurtorenbundel, noemen astronomen ze 'pulsars'.
Astronomen zien een geleidelijke vertraging van de rotatie van de pulsars terwijl ze energie uitstralen. Radiobepalingen van J0108 laten zien dat het een van de oudste en zwakste pulsars is die bekend is en slechts iets sneller draait dan één omwenteling per seconde.
Een deel van de energie die J0108 verliest naarmate hij langzamer draait, wordt omgezet in röntgenstraling. De efficiëntie van dit proces voor J0108 blijkt hoger te zijn dan voor elke andere bekende pulsar.
"Deze pulsar voert veel efficiëntere straling met hoge energie uit dan zijn jongere neven", zegt Pavlov. "Dus hoewel het duidelijk aan het vervagen is naarmate het ouder wordt, is het nog steeds meer dan standhouden met de jongere generaties."
Het is waarschijnlijk dat er in J0108 twee vormen van röntgenstraling worden geproduceerd: emissie van deeltjes die rond magnetische velden draaien en emissie van verwarmde gebieden rond de magnetische polen van de neutronenster. Het meten van de temperatuur en grootte van deze verwarmde gebieden kan waardevol inzicht geven in de buitengewone eigenschappen van het neutronensteroppervlak en het proces waarmee geladen deeltjes worden versneld door de pulsar.
De jongere, heldere pulsars die gewoonlijk worden gedetecteerd door radio- en röntgentelescopen zijn niet representatief voor de volledige populatie van objecten, dus het observeren van objecten zoals J0108 helpt astronomen om een completer gedragsgebied te zien. Op zijn gevorderde leeftijd ligt J0108 dicht bij de zogenaamde 'pulsar death line', waar wordt verwacht dat de gepulseerde straling zal uitschakelen en dat het veel moeilijker, zo niet onmogelijk, zal worden om waar te nemen.
"We kunnen nu de eigenschappen van deze pulsar verkennen in een regime waar geen andere pulsar buiten het radiobereik is gedetecteerd", zegt co-auteur Oleg Kargaltsev van de Universiteit van Florida. 'Om de eigenschappen van' stervende pulsars 'te begrijpen, is het belangrijk om hun straling in röntgenstralen te bestuderen. Onze bevinding dat een zeer oude pulsar zo'n efficiënte röntgenstraler kan zijn, geeft ons hoop om nieuwe nabije pulsars van deze klasse te ontdekken via hun röntgenstraling. ”
De observaties van Chandra werden gerapporteerd door Pavlov en collega's in het nummer van 20 januari 2009 van The Astrophysical Journal. De extreme aard van J0108 was echter pas volledig duidelijk toen er op 6 februari een nieuwe afstand tot werd gerapporteerd in het proefschrift van Adam Deller van de Swinburne University in Australië. De nieuwe afstand is zowel groter als nauwkeuriger dan de afstand die in het Chandra-papier werd gebruikt, wat aantoont dat J0108 helderder was in röntgenstralen dan eerder werd gedacht.
"Plotseling werd deze pulsar de recordhouder vanwege zijn vermogen om röntgenfoto's te maken", zei Pavlov, "en ons resultaat werd nog interessanter zonder dat we veel extra werk deden." De positie van de pulsar die Chandra begin 2007 in röntgenstraling zag, verschilt enigszins van de radiopositie die begin 2001 werd waargenomen. Dit houdt in dat de pulsar beweegt met een snelheid van ongeveer 440.000 mijl per uur, dicht bij een typische waarde voor pulsars.
Momenteel beweegt de pulsar vanuit het vlak van het Melkwegstelsel naar het zuiden, maar omdat hij langzamer beweegt dan de ontsnappingssnelheid van de Melkweg, zal hij uiteindelijk in de tegenovergestelde richting terug buigen naar het vlak van de Melkweg.
Bron: NASA
