Afbeelding tegoed: ESA
Astronomen die de XMM-Newton-sterrenwacht van de European Space Agency gebruiken, hebben een neutronenster ontdekt met twee mysterieuze röntgenstaarten, die zich uitstrekken tot bijna een derde van een lichtjaar. In tegenstelling tot de meeste neutronensterren is Geminga vreemd stil in het radiospectrum, maar pulseert het enorme hoeveelheden gammastraling.
Astronomen die gebruik maken van XMM-Newton, het ESA-röntgenobservatorium, hebben een paar röntgenstaarten ontdekt die zich over 3 miljoen miljoen kilometer langs de hemel uitstrekken. Ze komen voort uit de mysterieuze neutronenster bekend als Geminga. De ontdekking geeft astronomen nieuw inzicht in de buitengewone omstandigheden rond de neutronenster.
Een neutronenster meet slechts 20-30 kilometer in doorsnee en is het dichte overblijfsel van een geëxplodeerde ster. Geminga is een van de dichtst bij de aarde, op een afstand van ongeveer 500 lichtjaar. De meeste neutronensterren zenden radio-emissies uit en lijken te pulseren als een vuurtoren, maar Geminga is ‘radio-stil’. Het zendt echter enorme hoeveelheden pulserende gammastralen uit, waardoor het een van de helderste gammastralingbronnen aan de hemel is. Geminga is het enige voorbeeld van een met succes geïdentificeerde gammastraalbron waarvan astronomen aanzienlijke kennis hebben opgedaan.
Het is 350.000 jaar oud en ploegt met een snelheid van 120 kilometer per seconde door de ruimte. De route veroorzaakt een schokgolf die het gas van het interstellaire medium en het natuurlijk ingebedde magnetische veld met een factor vier samenperst.
Patrizia Caraveo, Instituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Milaan, Italië en haar collega's (bij CESR, Frankrijk, ESO en MPE, Duitsland) hebben berekend dat de staarten worden geproduceerd omdat hoogenergetische elektronen vast komen te zitten in dit verbeterde magnetische veld. Terwijl de elektronen in het magnetische veld draaien, zenden ze de röntgenstralen uit die door XMM-Newton worden gezien.
De elektronen zelf worden dicht bij de neutronenster gemaakt. Geminga's ademloze rotatiesnelheid? eens per kwart seconde? creëert een buitengewone omgeving waarin elektronen en positronen, hun antimaterie-tegenhangers, kunnen worden versneld tot buitengewoon hoge energieën. Bij zulke energieën worden ze krachtige hoogenergetische gammastraalproducenten. Astronomen hadden aangenomen dat alle elektronen in gammastraling zouden worden omgezet. De ontdekking van de staarten bewijst echter dat sommigen wel ontsnappingsroutes uit de maalstroom vinden.
? Het is verbazingwekkend dat zulke energetische elektronen erin slagen te ontsnappen om deze staarten te creëren? zegt Caraveo,? De staartelektronen hebben een energie die heel dicht bij de maximaal haalbare energie in de omgeving van Geminga ligt.?
De staarten zelf zijn de heldere randen van de driedimensionale schokgolf van Geminga. Dergelijke schokgolven lijken een beetje op het kielzog van een schip dat over de oceaan vaart. Met behulp van een computermodel schat het team dat Geminga bijna direct over onze gezichtslijn reist.
Studies van Geminga konden niet belangrijker zijn. De meeste bekende gammastralingbronnen in het heelal moeten nog worden geïdentificeerd met bekende klassen van hemellichamen. Sommige astronomen zijn van mening dat een aanzienlijk deel van hen Geminga-achtige radio-stille neutronensterren kunnen zijn. Zeker, de familie van radiostille neutronensterren, ontdekt door hun röntgenstraling, groeit voortdurend. Momenteel zijn er ongeveer een dozijn objecten bekend, maar alleen Geminga heeft een paar staarten!
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
