Afbeelding tegoed: NASA
Een team van astronomen had het geluk om de zeldzame gebeurtenis waar te nemen dat een neutronenster verandert in een magnetisch object dat een magnetar wordt genoemd. Een normale neutronenster is het snel ronddraaiende overblijfsel van een ster die supernova werd; ze bezitten doorgaans een zeer sterk magnetisch veld. Een magnetar is vergelijkbaar, maar heeft een magnetisch veld dat tot 1000 keer zo sterk is als een neutronenster. Deze nieuwe ontdekking zou erop kunnen wijzen dat magnetars in het heelal vaker voorkomen dan eerder werd gedacht.
Gelukkig zeggen wetenschappers dat ze een neutronenster hebben ontdekt tijdens het veranderen in een zeldzame klasse van extreem magnetische objecten die magnetars worden genoemd. Een dergelijke gebeurtenis is tot dusver niet definitief waargenomen. Deze ontdekking markeert alleen de tiende bevestigde magnetar ooit gevonden en de eerste voorbijgaande magnetar.
De voorbijgaande aard van dit object, ontdekt in juli 2003 met NASA's Rossi X-ray Timing Explorer, kan uiteindelijk belangrijke hiaten in de evolutie van neutronensterren opvullen. Dr. Alaa Ibrahim van de George Washington University en NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., Presenteert dit resultaat vandaag op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Atlanta.
Een neutronenster is de kern van een ster die minstens acht keer zo zwaar is als de zon die explodeerde tijdens een supernova-gebeurtenis. Neutronensterren zijn zeer compacte, zeer magnetische, snel ronddraaiende objecten met een massa van ongeveer een zon gecomprimeerd tot een bol met een diameter van ongeveer tien mijl.
Een magnetar is tot duizend keer meer magnetisch dan gewone neutronensterren. Bij honderd biljoen (10 ^ 14) Gauss zijn ze zo magnetisch dat ze een creditcard op een afstand van 100.000 mijl schoon kunnen maken. Het magnetische veld van de aarde is in vergelijking ongeveer 0,5 Gauss en een sterke koelkastmagneet is ongeveer 100 Gauss. Magnetars zijn helderder in röntgenstralen dan in zichtbaar licht, en het zijn de enige bekende sterren die overwegend door magnetische kracht schijnen.
De vandaag gepresenteerde waarneming ondersteunt de theorie dat sommige neutronensterren worden geboren met deze ultrahoge magnetische velden, maar dat ze in het begin misschien te zwak zijn om te zien en te meten. Na verloop van tijd werken deze magnetische velden echter om de spin van de neutronenster te vertragen. Door deze handeling van vertragen komt energie vrij, waardoor de ster helderder wordt. Extra verstoringen in het magnetische veld en de korst van de ster kunnen hem nog helderder maken, wat leidt tot de meting van zijn magnetische veld. De nieuw ontdekte ster, dim zo recent als een jaar geleden, heet XTE J1810-197.
"De ontdekking van deze bron kwam met dank aan een andere magnetar die we in de gaten hielden, genaamd SGR 1806-20," zei Ibrahim. Hij en zijn collega's ontdekten XTE J1810-197 met de Rossi Explorer ongeveer een graad ten noordoosten van SGR 1806-20, binnen het Melkwegstelsel op ongeveer 15.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boogschutter.
Wetenschappers hebben de locatie van de bron bepaald met NASA's Chandra X-ray Observatory, dat een nauwkeurigere positionering biedt dan Rossi. Dr. Craig Markwardt van NASA Goddard controleerde archiefgegevens van de Rossi Explorer en schatte dat XTE J1810-197 rond januari 2003 actief werd (dat wil zeggen 100 keer helderder dan voorheen). Nog verder terugkijkend met gearchiveerde gegevens van ASCA en ROSAT, twee ontmantelde internationale satellieten, kon het team de XTE J1810-197 al in 1990 zien als een zeer zwakke, geïsoleerde neutronenster. Zo ontstond de geschiedenis van de XTE J1810-197.
De inactieve staat van XTE J1810-197, zei Ibrahim, was vergelijkbaar met die van andere raadselachtige objecten genaamd Compact Central Objects (CCOs) en Dim Isolated Neutron Stars (DINSs). Men denkt dat deze objecten neutronensterren zijn die zijn gemaakt in de harten van sterexplosies, en sommige bevinden zich daar nog steeds, maar ze zijn te zwak om in detail te bestuderen.
Een kenmerk van een neutronenster is het magnetische veld. Maar om dit te meten, moeten wetenschappers de spinperiode van de neutronenster kennen en de snelheid waarmee deze vertraagt, de zogenaamde spin-down. Toen XTE J1810-197 oplichtte, kon het team de spin (1 omwenteling per 5 seconden, typisch voor magnetars), de spin down en daarmee de magnetische veldsterkte (300 biljoen Gauss) meten.
In de alfabetsoep van neutronensterren zijn er ook Anomalous X-ray Pulsars (AXPs) en Soft Gamma-ray Repeaters (SGR's). Beide worden nu beschouwd als hetzelfde soort objecten, magnetars; en nog een presentatie op de bijeenkomst van vandaag door Dr. Peter Woods et al. ondersteunt deze verbinding. Deze objecten barsten periodiek maar onvoorspelbaar uit met röntgen- en gammastraallicht. CCO's en DINS-en lijken geen vergelijkbare actieve status te hebben.
Hoewel het concept nog steeds speculatief is, kan er een evolutionair patroon ontstaan, zei Ibrahim. Dezelfde neutronenster, voorzien van een ultrahoog magnetisch veld, kan tijdens zijn levensduur door elk van deze vier fasen gaan. De juiste volgorde blijft echter onduidelijk. "De discussie over een dergelijk patroon is de afgelopen jaren in de wetenschappelijke gemeenschap opgedoken en de voorbijgaande aard van XTE J1810-197 vormt het eerste tastbare bewijs voor een dergelijke verwantschap", zei Ibrahim. "Met nog een paar voorbeelden van sterren die een vergelijkbare trend vertonen, kan er een magnetische stamboom ontstaan."
"De waarneming impliceert dat magnetars vaker zouden kunnen voorkomen dan wat wordt gezien, maar in een langdurige schemerige toestand bestaan", zei teamlid Dr. Jean Swank van NASA Goddard.
“Magnetars lijken nu in een permanente carnavalsmodus te zijn; SGR's veranderen in AXP's en AXP's kunnen zich op elk moment en zonder waarschuwing gedragen als SGR's ”, zegt teamlid Dr. Chryssa Kouveliotou van NASA Marshall, die de Rossi Award ontvangt op de AAS-bijeenkomst voor haar werk aan magnetars. "Wat begon met een paar vreemde bronnen, kan binnenkort bewezen worden dat het een groot aantal objecten in onze Melkweg omvat."
Aanvullende ondersteunende gegevens kwamen van het Interplanetair Netwerk en de Russisch-Turkse optische telescoop. Ibrahims collega's bij deze observatie zijn ook Dr. William Parke van de George Washington University; Drs. Scott Ransom, Mallory Roberts en Vicky Kaspi van McGill University; Dr. Peter Woods van NASA Marshall; Dr. Samar Safi-Harb van de Universiteit van Manitoba; Dr. Solen Balman van de Technische Universiteit van het Midden-Oosten in Ankara; en Dr. Kevin Hurley van de University of California in Berkeley. Drs. Eric Gotthelf en Jules Halpern van Columbia University hebben belangrijke gegevens van Chandra verstrekt.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
