Geladen deeltjes reizen sneller dan licht door het kwantumvacuüm van de ruimte die pulsars omringt. Terwijl deze elektronen en protonen door pulsars vliegen, creëren ze de ultraheldere gammaflitsen die worden uitgezonden door de snel ronddraaiende neutronensterren, zo blijkt uit nieuw onderzoek.
Deze gammastralen, Cherenkov-emissies genoemd, worden ook aangetroffen in krachtige deeltjesversnellers op aarde, zoals de Large Hadron Collider bij Genève, Zwitserland. De stralen zijn ook de bron van de blauwwitte gloed in het water van een kernreactor.
Maar tot nu toe dacht niemand dat pulsar-emissie bestond uit Cherenkov-straling.
Dat komt gedeeltelijk door de beroemde relativiteitstheorie van Albert Einstein, die stelt dat niets sneller kan reizen dan licht in een vacuüm. Vanwege die stellingen dachten wetenschappers eerder dat Cherenkov-emissies niet konden plaatsvinden in het kwantumvacuüm van de ruimte rond pulsars. Dat gebied is grotendeels verstoken van materie, maar de thuisbasis van spookachtige kwantumdeeltjes die in en uit flikkeren.
Betekent dit nieuwe onderzoek dat Einsteins mijlpaaltheorie zojuist is geschonden? Helemaal niet, zei co-auteur van het onderzoek, Dino Jaroszynski, hoogleraar natuurkunde aan de University of Strathclyde in Schotland.
Pulsars creëren verpletterende sterke elektromagnetische velden in het kwantumvacuüm rondom de sterren. Deze velden vervormen of polariseren het vacuüm en creëren in wezen verkeersdrempels die lichte deeltjes vertragen, vertelde Jaroszynski aan WordsSideKick.com. Ondertussen zoemen geladen deeltjes zoals protonen en elektronen door deze velden en racen langs het licht.
Terwijl geladen deeltjes door dit veld vliegen, verplaatsen ze elektronen langs hun pad en zenden ze straling uit, die zich verzamelt in een elektromagnetische golf. Deze golf, zoals een optische versie van een sonische knal, is wat we zien als de gammaflits, volgens een verklaring.
Het team weet nog steeds niet precies hoe helder deze gammaflitsen zijn, zei Jaroszynski.
"Wat we wel weten is dat onder de juiste omstandigheden de vacuüm Cherenkov-straling de synchrotronstraling overtreft," voegde hij eraan toe, verwijzend naar een ander type straling dat wordt uitgezonden door pulsars door geladen deeltjes die langs een gebogen pad bewegen.
Maar de nieuwe bevindingen kunnen andere implicaties hebben dan pulsars, aldus de onderzoekers.
'Dit is een zeer opwindende nieuwe voorspelling omdat het antwoord zou kunnen geven op fundamentele vragen zoals wat is de oorsprong van de gammastraalgloed in het centrum van sterrenstelsels?' Jaroszynski zei in de verklaring. "Het biedt een nieuwe manier om enkele van de meest fundamentele theorieën van de wetenschap te testen door ze tot het uiterste te drijven."
De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen op 25 april in het tijdschrift Physical Review Letters.
