Helderste en verste pulsar gevonden

NGC_5907-X-1
De locatie van pulsar X-1 in het sterrenstelsel NGC 5907 (credit: ESA)

De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft in een persbericht aangegeven dat een object dat is ontdekt met behulp van de XMM-Newton telescoop in de ruimte en pulsar blijkt te zijn. Pulsars zijn hele compacte en zeer snel draaiende sterren. De pulsar draait ongeveer 1 maal per seconde om zijn as en blijkt 1000 maal helderder te zijn dan voorheen voor mogelijk werd gehouden. De pulsar wordt aangeduid als NGC 5907 X-1 en bevindt zich op een afstand van 50 miljoen lichtjaar van de Aarde. Ook dat is een record.

De pulsar is zichtbaar in röntgenlicht en is 10 maal helderder dan de vorige recordhouder. Per seconde wordt een hoeveelheid energie uitgezonden vergelijkbaar met de hoeveelheid die onze Zon in 3,5 jaar uitzendt. Voorheen werd aangenomen dat alleen zwarte gaten die 10 * zo zwaar zijn als de Zon die hun stellaire begeleiders voeden dergelijke buitengewone helderheden konden bereiken maar de snelle en regelmatige pulsaties van deze bron komen perfect over een met de vingerafdruk van neutronensterren waardoor er een duidelijk onderscheid is te maken met zwarte gaten. Alleen een neutronenster is compact genoeg om met dergelijke snelheden rond te draaien zonder zichzelf te vernietigen.

ESA legt de relatie tussen pulsars en neutronensterren als volgt uit:

Pulsars zijn draaiende gemagnetiseerde neutronensterren die met vaste regelmaat twee symmetrische bundels straling de ruimte in slingeren. Als ze gunstig zijn gepositioneerd ten opzichte van de Aarde lijkt deze bundels op het licht van een vuurtoren dat aan en uit gaat tijdens het draaien. Neutronensterren waren ooit zware sterren die aan het eind van hun leven explodeerden als een krachtige supernova. Het restant is een klein en ongelooflijk compact sterachtig object.

De afgelopen 13 jaar is dit object regelmatig door de XMM-Newton bestudeerd en de ontdekking dat het een pulsar is was het resultaat van een systematische zoektocht naar pulsars in het immense archief van de XMM-Newton. Het signaal is bevestigd aan de hand van data van de Amerikaanse Nustar-satelliet. De rotatiesnelheid is, uitgaande van de gegevens, in de loop der jaren veranderd. In 2003 draaide de pulsar met een periode van 1,43 seconde om zijn as, in 2014 was dit al 1,13 seconden. Als je dat zou relateren naar de Aarde dan zou een dag bij ons in hetzelfde tijdbestek 5 uur korter zijn geworden, aldus de ESA.

Ofschoon het niet ongebruikelijk is dat de rotatiesnelheid van een pulsar verandert wordt de hoge mate van verandering vermoedelijk veroorzaakt doordat de pulsar in rap tempo materie van een begeleider opsnoept.

Als dat inderdaad het geval is dat daagt dit object de wetenschap uit in het begrijpen van het accretie proces voor zeer heldere sterren. Dit object is 1000 maal helderder dan wat men maximaal voor mogelijk hield voor een accreterende neutronenster. Er is dus iets nodig om de modellen van de wetenschappers te corrigeren voor de enorme hoeveelheden energie die door dit object wordt uitgezonden.

De wetenschappers denken dat er een sterk en complex magneetveld moet zijn vlak onder het oppervlak van de pulsar. In dat scenario is er accretie nabij het oppervlak van de pulsar mogelijk terwijl de pulsar zijn gigantische helderheid in stand kan houden.

De jets die van de pulsar ontspringen en hun eigen krachtige pulsen genereren zijn niet alleen theoretisch; ze zijn ook daadwerkelijk waargenomen. Op onderstaande opname die door de röntgentelescoop Chandra is genomen is de Vela pulsar te zien die ongeveer 1000 lichtjaar van de Aarde is verwijderd waarbij de snel bewegende jets zichtbaar zijn. De Vela pulsar draait 11 maal per seconden om zijn as. De geladen deeltjes die de ruimte in worden geslingerd bereiken een snelheid van 70% van de lichtsnelheid. Alleen als de bundels richting de Aarde wijzen kunnen we ze zien.

Vela pulsar
De Vela pulsar in het sterrenbeeld Vela – Zeilen, waargenomen door de Chandra röntgentelescoop van de NASA

De aanduiding NGC 5907 X-1 betekent dat het de eerste pulsar is die in het sterrenstelsel NGC 5907 is ontdekt. NGC 5907 bevindt zich in het sterrenbeeld Draco – Draak.

Eerste publicatie: 21 februari 2017
Bron: diverse persberichten