Kes 75 – de jongste pulsar in ons sterrenstelsel

supernovarestant Kes 75
Het supernovarestant Kes 75 met in het centrum de jongste pulsar die tot nu toe in ons sterrenstelsel is gevonden. De opname is een compositie gemaakt uit opnames van de Chandra röntgentelescoop en optische telescopen. Credit: NASA

Astronomen hebben bekend gemaakt dat ze in de data die met de Chandra röntgentelescoop van de NASA zijn verzameld, de jongste bekende pulsar in ons sterrenstelsel hebben gevonden. Dit resultaat kan astronomen helpen met nieuwe informatie over hoe sommige sterren aan hun einde komen. De pulsar heeft de aanduiding Kes 75 gekregen en bevindt zich op een afstand van ongeveer 19.000 lichtjaar van de Aarde.

Nadat sommige type sterren door hun nucleaire brandstof heen zijn exploderen ze als een supernova waarbij er een kleine sterachtige kern overblijft. Dit is een neutronenster. Deze neutronensterren draaien enorm snel om hun as en ze hebben een zeer sterk magneetveld waardoor ze als een vuurtoren sterk geconcentreerde bundels straling uitzenden die astronomen als pulsen detecteren.

De eerste pulsar werd in de jaren ’60 van de vorige eeuw ontdekt door Jocelyn Bell en Anthony Hewish en sindsdien zijn er al meer dan 2000 van deze exotische objecten gevonden. Echter, er is nog steeds niet heel erg veel bekend over pulsars. Zo weten astronomen nog niet veel over het soort sterren waaruit ze zijn ontstaan en weet men ook nog niet veel over de verschillende soorten pulsars die zijn waargenomen.

De nieuwe gegevens van de Chandra kunnen mogelijk sommige vragen beantwoorden. Een team van astronomen heeft bevestigd dat het supernovarestant Kes 75, dat zich op ongeveer 19.000 lichtjaar van de Aarde bevindt de jongste bekende pulsar in ons sterrenstelsel bevat.

Het snelle draaien en het sterke magneetveld van de pulsar heeft gezorgd dat er een wind van energetische materie en antimaterie die met bijna de lichtsnelheid wegvloeit van de pulsar. Deze pulsarwind heeft een grote gemagnetiseerde bubbel van hoogenergetische deeltjes gemaakt die we een pulsarwind-nevel noemen. Dit is het blauwe gebied dat de pulsar omringd.

In deze compositieopname van Kes 75 zijnde door Chandra waargenomen hoogenergetische röntgenstralen blauw gekleurd. Dit is tevens de bubbel die de pulsar omringd en die door de wind van de pulsar is ontstaan. Röntgenstraling met een lagere energie is paars gekleurd, dit is voornamelijk puin dat is vrijgekomen met de explosie. Een opname gemaakt door de Sloan Digital Sky Survey geeft de sterren in het beeldveld weer.

De opnames die Chandra in 2000, 2006, 2009 en 2016 heeft gemaakt tonen veranderingen in de nevel. Tussen 2000 en 2016 laten de waarnemingen van Chandra zien dat de nevel met een snelheid van 1 miljoen meter per seconde uitdijt.

Deze grote snelheid kan mogelijk zijn doordat de nevel uitdijt in een gebied dat een relatief lage dichtheid heeft. In het bijzonder denken astronomen dat de nevel uitdijt in een gasachtige nevel die ontstaan is uit radioactief nikkel dat tijdens de explosie ontstond en dat is weggeblazen toen de ster explodeerde. Dit nikkel heeft ook het licht van de supernova veroorzaakt toen het radioactieve nikkel verviel naar gasvormig ijzer dat de bubbel heeft opgevuld. Als dit inderdaad het geval is dan geeft dit astronomen meer inzichten in hoe de ster explodeerde en welke elementen daarbij zijn ontstaan.

De snelheid waarmee Kes 75 uitdijt vertelt astronomen ook dat de ster ongeveer 5 eeuwen geleden is geëxplodeerd. (Het object bevindt zich op een afstand van 19.000 lichtjaar maar astronomen verwijzen naar wanneer het licht de Aarde heeft bereikt). Anders dan andere supernovarestanten uit deze tijd zoals de supernova’s die door Tycho en Kepler werden waargenomen is er voor deze supernova geen bewijs dat die door mensen is waargenomen.

Waarom is Kes 75 niet vanaf de Aarde gezien? Uit gegevens van Chandra en andere telescopen blijkt dat er in de richting van de pulsar veel interstellair gas en stof voorkomt. Dit gas en stof heeft zo veel licht tegengehouden dat eeuwen geleden het licht van de supernova te zwak was om waargenomen te kunnen worden.

Het licht van de supernova is tussen 2000 en 2016 met 10% afgenomen. Dit is vooral in het noordelijke deel gebeurd. Daarnaast was er een afname van 30% in een heldere knoop. De snelle veranderingen die in de door de pulsar wind gemaakte nevel van Kes 75 zijn waargenomen nopen astronomen, samen met de ongebruikelijke structuur, tot het opstellen van nieuwe verbeterde modellen over de evolutie van nevels die door winden van pulsars worden gemaakt.

Een artikel dat de resultaten beschrijft is verschenen in het tijdschrift “The Astrophysical Journal”. Het artikel is geschreven door Stephen Reynolds, Kazimierz Borokowski, en Peter Gwynne van de North Carolina State University. Marshall Space Flight Center van de NASA s verantwoordelijk voor het bedrijven van de Chandra. Het Smithsonian Astrophysical Observatory is verantwoordelijk voor de uitvoering van het wetenschappelijke programma van de Chandra röntgentelescoop die in een baan om de Aarde draait.

Bron: Expansion and Brightness Changes in the Pulsar-Wind Nebula in the Composite Supernova Remnant Kes 75.

 

Eerste publicatie: 20 oktober 2018