Meer bewijs dat magnetars ontstaan uit botsende neutronensterren
Magnetars behoren tot de meest fascinerende objecten in het heelal. Een theelepel van het spul waaruit ze zijn gemaakt zou bijna een miljard ton wegen. Ze hebben magnetische velden die honderden miljoenen keren krachtiger zijn dan enig magnetisch veld dat tegenwoordig op Aarde bestaat. Maar we weten niet veel over hoe ze ontstaan. Een nieuw artikel wijst op één mogelijkheid: fusies van neutronensterren.
Neutronensterren zelf zijn op zichzelf al even fascinerend. In feite worden magnetars over het algemeen beschouwd als een specifieke vorm van neutronensterren met als belangrijkste verschil de sterkte van dat magnetische veld. Er wordt gedacht dat er ongeveer een miljard neutronensterren in de Melkweg zijn. Sommigen van die neutronensterren komen toevallig in paren voor.
Wanneer ze door zwaartekracht aan elkaar zijn gebonden gaan de sterren een laatste dans des doods in. Dit resulteert meestal in een zwart gat of, mogelijk, een of bede transformaties in een magnetar. Dat proces kan honderden miljoenen jaren duren om zich op te bouwen tot een bepaald punt waarop de daadwerkelijke explosie (of ineenstorting) plaatsvindt. Maar als dat gebeurt is het spectaculair. Een team van wetenschappers denkt dat ze ontdekten dat dat slechts een paar weken voordat ze het zagen, gebeurde.
Nauwkeuriger gezegd, het gebeurde ongeveer 228 miljoen jaar geleden en dat is hoe ver het sterrenstelsel waarin het gebeurde, van ons is verwijderd. Het licht van deze spectaculaire gebeurtenis bereikte de sensoren van Pan-STARR’s echter slechts een paar weken voordat deze het stukje sterrenhemel begon te observeren. En wat deze magnetar onderscheidt van alle andere magnetars die astronomen hebben gevonden is hoe snel hij om zijn as draait.
Doorgaans roteren neutronensterren duizenden keren per minuut waardoor hun periode in de orde van milliseconden ligt. Maar de magnetars die wetenschappers hebben gevonden onderscheiden zich doordat hun rotatie veel langzamer is. Die is meestal slechts eens in de 2 tot 10 seconden. Maar GRB130310A, zoals de nieuwe magnetar nu bekend staat, heeft een rotatieperiode van 80 milliseconden. Hierdoor staat hij dichter bij de orde van neutronensterren dan de typische magnetar.
Deze discrepantie is waarschijnlijk te wijten aan de opmerkelijk jonge leeftijd waarop astronoom Zhang Binbin en zijn collega’s deze magnetar vonden. De pulsar moet zijn rotatievertraging nog voltooien. Deze vertraging hebben veel andere waargenomen magnetars al ondergaan. Maar het feit dat zijn rotatieperiode de snelheid van neutronensterren nadert wijst op zijn potentiële startpunt als een van die neutronensterren zelf.
Die rotatievertraging die GRB130310A momenteel ondergaat duurt duizenden jaren. Maar uiteindelijk vervagen magnetars en worden ze bijna ondetecteerbaar. Er drijven naar schatting 30 miljoen dode magnetars rond in ons sterrenstelsel en ten minste enkele daarvan begonnen waarschijnlijk met dezelfde dramatische rotatieperiodes als GRB130310A.
Een andere aanwijzing dat de nieuwe magnetar voortkwam uit een fusie van neutronensterren was het ontbreken van voorlopergebeurtenissen die observatoria opgemerkt zouden moeten hebben. Er was geen supernova en geen uitbarsting van gammastraling, deze aan typisch vooraf aan de geboorte van een magnetar. Dus het lijkt erop dat de onderzoekers een fusie van neutronensterren hebben ontdekt die ze bijna precies op het moment dat het gebeurde, ontdekten.
Er zijn andere manieren om het fuseren van neutronensterren te detecteren, bijvoorbeeld door zwaartekrachtsgolven die ze soms uitzenden. Het is onduidelijk of andere instrumenten deze fusie hebben kunnen vastleggen om te bevestigen dat de gebeurtenis plaatsvond zoals de onderzoekers veronderstellen. Maar als dat zo was is het een ander datapunt dat het al lang bestaande idee bevestigt dat magnetars op zijn minst soms worden geboren uit fusies van neutronensterren. Er zullen nog veel meer waarnemingen van soortgelijke gebeurtenissen in het hele heelal beschikbaar zijn om die theorie te helpen bevestigen of weerleggen.
Artikel: B.-B. Zhang et al, A hyper flare of a weeks-old magnetar born from a binary-neutron-star merger. arXiv:2205.07670v1 [astro-ph.HE], arxiv.org/abs/2205.07670
Eerste publicatie: 3 juli 2022
Bron: UniverseToday
