Het huidige begrip van een pulsar. Klik om te vergroten
Astronomen hebben een zeer ongebruikelijke pulsar ontdekt die van tijd tot tijd lijkt uit te schakelen. Deze pulsar vertraagt zijn rotatiesnelheid, maar deze vertraging neemt toe wanneer hij actief is. Dit remmechanisme houdt verband met de krachtige radio-emissies. Tijdens zijn actieve fase wordt een wind van deeltjes weggeblazen, wat een deel van zijn rotatie-energie steelt.
Astronomen die de Lovell-radiotelescoop van 76 meter van de Jodrell Bank Observatory van de Universiteit van Manchester gebruiken, hebben een heel vreemde pulsar ontdekt die helpt verklaren hoe pulsars werken als 'kosmische klokken' en bevestigt theorieën die 37 jaar geleden naar voren zijn gebracht om de manier te verklaren waarop pulsars uitzenden hun regelmatige radiogolven - beschouwd als een van de moeilijkste problemen in de astrofysica. Hun onderzoek, nu gepubliceerd in Science Express, onthult een pulsar die slechts een deel van de tijd 'aan' staat. De vreemde pulsar draait om zijn eigen as en vertraagt 50% sneller wanneer hij 'aan' staat in vergelijking met wanneer hij 'uit' is.
Pulsars zijn dichte, sterk gemagnetiseerde neutronensterren die worden geboren in een gewelddadige explosie die de dood van massieve sterren markeert. Ze gedragen zich als kosmische vuurtorens terwijl ze een roterende bundel radiogolven door de melkweg projecteren. Dr. Michael Kramer legt uit: "Pulsars zijn de droom van een natuurkundige die uitkomt. Ze zijn gemaakt van de meest extreme materie die we kennen in het heelal en hun zeer stabiele rotatie maakt ze superprecieze kosmische klokken - maar beschamend weten we niet hoe deze klokken werken. Deze ontdekking helpt om dit probleem op te lossen. ”
Het huidige begrip van een pulsar. De centrale neutronenster is sterk gemagnetiseerd en zendt een radiobundel uit langs zijn magnetische as, die helt naar de rotatieas. Het sterke magnetische veld leidt uiteindelijk tot de extractie van deeltjes van het oppervlak en vult de omringende zogenaamde magnetosfeer met plasma. De grootte van de magnetosfeer wordt bepaald door de afstand waar de co-rotatie van het plasma de lichtsnelheid bereikt, de zogenaamde lichtcilinder. Het plasma dat de radio-emissie creëert, verlaat uiteindelijk de lichtcilinder als een pulsarwind, die een koppel op de pulsar levert, wat ongeveer 50% bijdraagt aan de waargenomen vertraging in rotatie.
Het onderzoeksteam, onder leiding van dr. Kramer, vond een pulsar die slechts periodiek actief is. Het verschijnt ongeveer een week als een normale pulsar en “schakelt dan uit” gedurende ongeveer een maand voordat het weer pulsen uitzendt. De pulsar, PSR B1931 + 24 genaamd, is uniek in dit gedrag en biedt astronomen de mogelijkheid om de stille en actieve fasen te vergelijken. Omdat het merendeel van de tijd stil is, is het moeilijk te detecteren, wat suggereert dat er mogelijk veel andere vergelijkbare objecten zijn die tot nu toe aan detectie zijn ontsnapt.
Prof. Andrew Lyne wijst erop dat: "Na de ontdekking van pulsars, hebben theoretici voorgesteld dat sterke elektrische velden deeltjes uit het oppervlak van de neutronenster scheuren in een omringende gemagnetiseerde plasmawolk, de magnetosfeer genaamd - maar gedurende bijna 40 jaar was er geen manier om te testen of ons basisbegrip correct was. "
De astronomen van de Universiteit van Manchester waren verheugd toen ze ontdekten dat deze pulsar sneller vertraagt wanneer de pulsar aan is dan wanneer hij uit is. Dr. Christine Jordan wijst op het belang van deze ontdekking: "We kunnen duidelijk zien dat iets remt als de pulsar aan staat."
Dit breekmechanisme moet verband houden met de radio-emissie en de processen die het veroorzaken en de extra vertraging kan worden verklaard door een wind van deeltjes die de magnetosfeer van de pulsar verlaten en rotatie-energie wegvoeren. "Een dergelijk remeffect van de pulsarwind werd verwacht, maar nu hebben we er eindelijk waarnemend bewijs voor", voegt dr. Duncan Lorimer toe.
De hoeveelheid remmen kan worden gerelateerd aan het aantal ladingen dat de pulsar-magnetosfeer verlaat. Dr. Kramer legt hun verbazing uit toen bleek dat het resulterende aantal binnen 2% van de theoretische voorspellingen lag. 'We waren echt geschokt toen we deze cijfers op onze schermen zagen. Gezien de complexiteit van de pulsar, hadden we nooit verwacht dat de magnetosferische theorie zo goed zou werken. "
Prof Lyne vatte het resultaat samen: "Het is verbazingwekkend dat we na bijna 40 jaar niet alleen een nieuw, ongebruikelijk, pulsar-fenomeen hebben gevonden, maar ook een zeer onverwachte manier om enkele fundamentele theorieën over de aard van pulsars te bevestigen."
Oorspronkelijke bron: PPARC-persbericht
