Astronomen hebben een gammastraalbron in de lucht ontdekt die werkt als een natuurlijke klok. Bij elke baan vliegt het zwarte gat door de stellaire wind van de blauwe ster en versnelt het deeltjes tot gammastraalniveaus. Het is voor het eerst dat met een zo regelmatig schema een bron van gammastraling wordt ontdekt.
Astronomen die de H.E.S.S. telescopen hebben het allereerste gemoduleerde signaal vanuit de ruimte ontdekt in Very High Energy Gamma Rays - het meest energetische signaal ooit waargenomen. Regelmatige signalen vanuit de ruimte zijn bekend sinds de jaren zestig, toen de eerste radiopulsar (bijgenaamd Little Green Men-1 vanwege zijn regelmatige aard) werd ontdekt. Dit is de eerste keer dat een signaal wordt gezien bij zulke hoge energieën - 100.000 keer hoger dan voorheen bekend - en wordt vandaag (24 november) gerapporteerd in het Journal Astronomy and Astrophysics.
Het signaal komt van een systeem genaamd LS 5039 dat werd ontdekt door de H.E.S.S. team in 2005. LS5039 is een binair systeem gevormd uit een massieve blauwe ster (20 keer de massa van de zon) en een onbekend object, mogelijk een zwart gat. De twee objecten draaien om elkaar heen op zeer korte afstand, variërend tussen slechts 1/5 en 2/5 van de scheiding van de aarde van de zon, waarbij elke vier dagen een baan wordt voltooid.
"De manier waarop het gamma-stralingssignaal varieert, maakt LS5039 een uniek laboratorium voor het bestuderen van deeltjesversnelling in de buurt van compacte objecten zoals zwarte gaten." Dr. Paula Chadwick van de University of Durham, een Brits teamlid van H.E.S.S.
Verschillende mechanismen kunnen het gammastralingssignaal dat de aarde bereikt beïnvloeden en door te zien hoe het signaal varieert, kunnen astronomen veel leren over binaire systemen zoals LS 5039 en ook over de effecten die plaatsvinden in de buurt van zwarte gaten.
Terwijl hij naar de blauwreuzenster duikt, wordt de compacte metgezel blootgesteld aan de sterke stellaire 'wind' en het intense licht dat door de ster wordt uitgestraald, waardoor enerzijds deeltjes kunnen worden versneld tot hoge energieën, maar tegelijkertijd gammastralen die door deze deeltjes worden geproduceerd, worden steeds moeilijker te ontsnappen, afhankelijk van de oriëntatie van het systeem ten opzichte van ons. Het samenspel van deze twee effecten ligt aan de basis van het complexe modulatiepatroon.
Het gammastralingssignaal is het sterkst wanneer het compacte object (vermoedelijk een zwart gat) voor de ster staat gezien vanaf de aarde en het zwakst wanneer het zich achter de ster bevindt. Aangenomen wordt dat de gammastraling wordt geproduceerd als deeltjes die worden versneld in de atmosfeer van de ster (de stellaire wind) in wisselwerking staan met het compacte object. Het compacte object fungeert als een sonde van de omgeving van de ster en laat zien hoe het magnetische veld varieert afhankelijk van de afstand tot de ster door die veranderingen in het gammastraal-signaal te spiegelen.
Bovendien voegt een geometrisch effect een verdere modulatie toe aan de flux van gammastralen die vanaf de aarde worden waargenomen. We weten sinds Einstein zijn beroemde vergelijking (E = mc2) heeft afgeleid dat materie en energie equivalent zijn en dat paren deeltjes en antideeltjes elkaar kunnen vernietigen om licht te geven. Symmetrisch, wanneer zeer energetische gammastralen het licht van een massieve ster ontmoeten, kunnen ze worden omgezet in materie (in dit geval een elektron-positronpaar). Dus het licht van de ster lijkt voor gammastraling op een mist die de bron van de gammastraling maskeert wanneer het compacte object zich achter de ster bevindt, waardoor de bron gedeeltelijk wordt overschaduwd. "De periodieke absorptie van gammastralen is een mooie illustratie van de productie van materie-antimaterieparen door licht, maar het belemmert ook het zicht op de deeltjesversneller in dit systeem", zegt Guillaume Dubus, Astrophysical Laboratory of the Grenoble Observatory, LAOG.
Oorspronkelijke bron: PPARC-persbericht
