Afbeelding tegoed: NSF
Astronomen hebben de nauwkeurigheid van de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation gebruikt om de afstand tot een pulsar te bepalen. Het object, PSR B0656 + 14 genaamd, werd eerder verondersteld tot 2500 lichtjaar ver weg te zijn, maar het bevond zich op dezelfde locatie aan de hemel als een supernova-overblijfsel dat slechts 1000 lichtjaar verwijderd is. Men dacht dat dit toeval was, maar de nieuwe meting van de VLBA zet de pulsar op 950 lichtjaar afstand; dezelfde afstand als het overblijfsel - ze zijn beide gemaakt door dezelfde supernova-explosie.
Locatie, locatie en locatie. Het oude onroerend goed-adagium over wat echt belangrijk is, bleek van toepassing op de astrofysica, aangezien astronomen de scherpe radiovisie van de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation gebruikten om de afstand tot een pulsar te bepalen. Hun nauwkeurige afstandsmeting loste vervolgens een geschil op over de geboorteplaats van de pulsar, stelde de astronomen in staat om de grootte van de neutronenster te bepalen en mogelijk een mysterie over kosmische straling op te lossen.
"Het verkrijgen van een nauwkeurige afstand tot deze pulsar gaf ons een echt bonanza", zegt Walter Brisken van de National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, NM.
De pulsar, genaamd PSR B0656 + 14, bevindt zich in het sterrenbeeld Tweelingen en lijkt te zijn nabij het centrum van een cirkelvormig supernova-overblijfsel dat zich uitstrekt over Tweelingen en het naburige sterrenbeeld Monoceros en wordt daarom de Monogem-ring genoemd. Omdat pulsars superdicht zijn, draaiende neutronensterren die overblijven wanneer een massieve ster explodeert als een supernova, was het logisch om aan te nemen dat de Monogem-ring, de schil van puin van een supernova-explosie, het overblijfsel was van de explosie die de pulsar veroorzaakte.
Echter, astronomen die indirecte methoden gebruikten om de afstand tot de pulsar te bepalen, hadden geconcludeerd dat het bijna 2500 lichtjaar van de aarde verwijderd was. Aan de andere kant werd vastgesteld dat het supernova-overblijfsel slechts ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde verwijderd was. Het leek onwaarschijnlijk dat de twee verwant waren, maar verschenen in plaats daarvan puur in de buurt door een toevallige nevenschikking.
Brisken en zijn collega's gebruikten de VLBA om nauwkeurige metingen te verrichten van de luchtpositie van PSR B0656 + 14 van 2000 tot 2002. Ze waren in staat om de kleine verschuiving in de schijnbare positie van het object te detecteren, gezien vanaf tegenovergestelde zijden van de baan van de aarde rond de zon. Dit effect, parallax genaamd, zorgt voor een directe afstandsmeting.
"Onze metingen toonden aan dat de pulsar ongeveer 950 lichtjaar van de aarde verwijderd is, in wezen dezelfde afstand als het supernovarest," zei Steve Thorsett van de Universiteit van Californië, Santa Cruz. "Dat betekent dat de twee vrijwel zeker zijn gemaakt door dezelfde supernova-explosie", voegde hij eraan toe.
Met dat probleem opgelost. de astronomen gingen toen over tot het bestuderen van de neutronenster van de pulsar zelf. Met behulp van verschillende gegevens van verschillende telescopen en gewapend met de nieuwe afstandsmeting, bepaalden ze dat de neutronenster tussen de 16 en 25 mijl in diameter is. In zo'n klein formaat heeft het een massa die ongeveer gelijk is aan die van de zon.
Het volgende resultaat van het leren van de werkelijke afstand van de pulsar was om een mogelijk antwoord te geven op een al lang bestaande vraag over kosmische straling. Kosmische stralen zijn subatomaire deeltjes of atoomkernen die worden versneld tot bijna de lichtsnelheid. Van schokgolven in supernovaresten wordt aangenomen dat ze verantwoordelijk zijn voor het versnellen van veel van deze deeltjes.
Wetenschappers kunnen de energie van kosmische straling meten en hadden een overmaat aan dergelijke stralen opgemerkt in een specifiek energiebereik. Sommige onderzoekers hadden gesuggereerd dat het overschot afkomstig zou kunnen zijn van een enkel supernova-overblijfsel op ongeveer 1000 lichtjaar afstand waarvan de supernova-explosie ongeveer 100.000 jaar geleden was. Het belangrijkste probleem met deze suggestie was dat er geen aanvaarde kandidaat was voor een dergelijke bron.
"Onze meting plaatst PSR B0656 + 14 en de Monogem-ring nu precies op de juiste plaats en op precies de juiste leeftijd om de bron te zijn van dit teveel aan kosmische straling", zei Brisken.
Met het vermogen van de VLBA, een van de telescopen van de NRAO, om uiterst nauwkeurige positiemetingen uit te voeren, verwachten de astronomen de nauwkeurigheid van hun afstandsbepaling nog verder te verbeteren.
'Deze pulsar wordt een fascinerend laboratorium voor het bestuderen van astrofysica en kernfysica', zei Thorsett.
Naast Brisken en Thorsett bestaat het team van astronomen uit Aaron Golden van de National University of Ireland, Robert Benjamin van de University of Wisconsin en Miller Goss van NRAO. De wetenschappers rapporteren hun resultaten in artikelen die in augustus verschijnen in de Astrophysical Journal Letters.
De VLBA is een continentaal systeem van tien radiotelescoopantennes, variërend van Hawaï in het westen tot de Amerikaanse Maagdeneilanden in het oosten, en biedt het grootste oplossend vermogen of vermogen om fijne details te zien in de astronomie. Opgedragen in 1993, wordt de VLBA beheerd vanuit het Array Operations Center van de NRAO in Socorro, New Mexico.
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
