Astronomen hebben een snel draaiende pulsar ontdekt met een krachtig magnetisch veld - een magnetar genaamd - die een aantal gloednieuwe trucs demonstreert. De ontdekkers denken dat het magnetische veld rond de ster draait, waardoor enorme elektrische stromen gaan stromen - deze stromen genereren de radiopulsen.
Astronomen die radiotelescopen van over de hele wereld gebruiken, hebben een draaiende neutronenster ontdekt met een superkrachtig magnetisch veld - een magnetar genaamd - die dingen doet die nog nooit eerder door magnetar zijn gedaan. Het vreemde gedrag heeft hen ertoe gedwongen eerdere theorieën over radiopulsars te schrappen en belooft nieuwe inzichten te geven in de fysica achter deze extreme objecten.
De magnetar, ongeveer 10.000 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter, zendt krachtige, regelmatig getimede pulsen van radiogolven uit, net als radiopulsars, die neutronensterren zijn met veel minder intense magnetische velden. Meestal zijn magnetars alleen zichtbaar in röntgenstralen en soms erg zwak in optisch en infrarood licht.
'Niemand heeft ooit radiopulsen van een magnetar gevonden. We dachten dat magnetars dit niet deden ', zegt Fernando Camilo van Columbia University. "Dit object gaat ons nieuwe dingen leren over magnetische fysica die we anders nooit zouden hebben geleerd," voegde Camilo eraan toe.
Neutronensterren zijn de overblijfselen van massieve sterren die als supernova's zijn ontploft. Ze bevatten meer massa dan de zon en zijn gecomprimeerd tot een diameter van slechts ongeveer 15 mijl, waardoor ze zo dicht zijn als atoomkernen. Gewone pulsars zijn neutronensterren die "vuurtorenbundels" van radiogolven uitzenden langs de polen van hun magnetische velden. Terwijl de ster draait, wordt de straal van radiogolven rondgeslingerd en wanneer deze de richting van de aarde passeert, kunnen astronomen deze detecteren met radiotelescopen.
Wetenschappers hebben sinds hun eerste ontdekking in 1967 ongeveer 1700 pulsars gevonden. Hoewel pulsars sterke magnetische velden hebben, worden ongeveer een dozijn neutronensterren magnetars genoemd omdat hun magnetische velden 100-1.000 keer sterker zijn dan die van typische pulsars. Het is het verval van die ongelooflijk sterke velden die hun vreemde röntgenstraling uitzenden.
"Het magnetische veld van een magnetar zou ervoor zorgen dat een vliegdekschip sneller ronddraait en naar het noorden wijst dan een kompasnaald op aarde beweegt", zegt David Helfand van de Columbia University. Het veld van een magnetar is 1.000 biljoen keer sterker dan dat van de aarde, merkte Helfand op.
Het nieuwe object - genaamd XTE J1810-197 - werd voor het eerst ontdekt door NASA's Rossi X-ray Timing Explorer toen het in 2003 een sterke uitbarsting van röntgenstralen uitzond. Terwijl de röntgenstralen in 2004 vervaagden, Jules Halpern van Columbia University en medewerkers identificeerden de magnetar als een radiogolfzender met behulp van de Very Large Array (VLA) -radiotelescoop van de National Science Foundation (NSF) in New Mexico. Elke radio-emissie is hoogst ongebruikelijk voor een magnetar.
Omdat men niet had gezien dat magnetars regelmatig radiogolven uitzonden, gingen de wetenschappers ervan uit dat de radio-emissie werd veroorzaakt door een wolk deeltjes die op het moment van de röntgenuitbarsting van de neutronenster werd geworpen, een idee waarvan ze al snel zouden beseffen dat het verkeerd was.
Met de wetenschap dat de magnetar een of andere vorm van radiogolven uitzond, observeerden Camilo en zijn collega's het in maart met de Parkes-radiotelescoop in Australië en ontdekten onmiddellijk elke 5,5 seconden verbazingwekkend sterke radiopulsaties, wat overeenkomt met de eerder vastgestelde rotatiesnelheid van de neutronenster .
Terwijl ze XTE J1810-197 bleven observeren, kregen de wetenschappers meer verrassingen. Terwijl de meeste pulsars zwakker worden bij hogere radiofrequenties, doet XTE J1810-197 dat niet, en blijft een sterke emitter bij frequenties tot 140 GHz, de hoogste frequentie ooit gedetecteerd door een radiopulsar. Bovendien fluctueert de radio-emissie van het object, in tegenstelling tot normale pulsars, van dag tot dag in sterkte en verandert ook de vorm van de pulsaties. Deze variaties geven waarschijnlijk aan dat ook de magnetische velden rond de pulsar veranderen.
Wat veroorzaakt dit gedrag? Op dit moment geloven de wetenschappers dat het intense magnetische veld van de magnetar verdraait, waardoor er veranderingen optreden op de locaties waar enorme elektrische stromen langs de magnetische veldlijnen stromen. Deze stromen genereren waarschijnlijk de radiopulsaties.
"Om dit mysterie op te lossen, zullen we dit gekke object blijven volgen met zoveel telescopen als we kunnen en zo vaak mogelijk in handen krijgen. Hopelijk zullen al deze veranderingen met de tijd ons een beter begrip geven van wat er werkelijk aan de hand is in deze zeer extreme omgeving, ”zei teamlid Scott Ransom van de National Radio Astronomy Observatory.
Omdat ze verwachten dat XTE J1810-197 op alle golflengten, inclusief de radio, zal vervagen, hebben de wetenschappers het ook waargenomen met de NSF's Robert C. Byrd Green Bank Telescope en Very Long Baseline Array (VLBA), Parkes en de Australia Telescope Compact Array in Australië, de IRAM-telescoop in Spanje en de Nancay-sterrenwacht in Frankrijk. John Reynolds en John Sakissian van Parkes Observatory, Neil Zimmerman van Columbia University en Juan Penalver en Aris Karastergiou van IRAM zijn ook leden van het onderzoeksteam. De wetenschappers rapporteerden hun eerste bevindingen in het nummer van 24 augustus van het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
De National Radio Astronomy Observatory is een faciliteit van de National Science Foundation en wordt beheerd in samenwerking met Associated Universities, Inc.
Oorspronkelijke bron: NRAO-persbericht
