Astronomie is een wetenschap van uitersten - de grootste, de heetste en de meest massieve. Vandaag hebben astrofysicus Bryan Gaensler (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) en collega's aangekondigd dat ze twee van de uitersten van de astronomie met elkaar hebben verbonden, waaruit blijkt dat enkele van de grootste sterren in de kosmos de sterkste magneten worden wanneer ze sterven.
"De bron van deze zeer krachtige magnetische objecten is een mysterie sinds de eerste in 1998 werd ontdekt. Nu denken we dat we dat mysterie hebben opgelost", zegt Gaensler.
De astronomen baseren hun conclusies op gegevens die zijn genomen met CSIRO's Australia Telescope Compact Array en Parkes radiotelescoop in het oosten van Australië.
Een magnetar is een exotisch soort neutronenster - een bol van neutronen ter grootte van een stad die ontstaat wanneer de kern van een massieve ster aan het einde van zijn levensduur instort. Een magnetar bezit typisch een magnetisch veld dat meer dan één biljard keer (één gevolgd door 15 nullen) sterker is dan het magnetische veld van de aarde. Als een magnetar zich halverwege de maan zou bevinden, zou hij de gegevens van elke creditcard op aarde kunnen wissen.
Magnetars spuwen uitbarstingen van hoogenergetische röntgenstralen of gammastraling uit. Normale pulsars zenden bundels van laagenergetische radiogolven uit. Er zijn slechts ongeveer 10 magnetars bekend, terwijl astronomen meer dan 1500 pulsars hebben gevonden.
"Zowel radiopulsars als magnetars zijn te vinden in dezelfde gebieden van de Melkweg, in gebieden waar sterren recentelijk zijn ontploft als supernovae", legt Gaensler uit. "De vraag was: als ze zich op vergelijkbare plaatsen bevinden en op dezelfde manier worden geboren, waarom zijn ze dan zo verschillend?"
Eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat de massa van de oorspronkelijke voorouderster de sleutel zou kunnen zijn. Recente artikelen van Eikenberry et al (2004) en Figer et al (2005) hebben dit verband gesuggereerd, gebaseerd op het vinden van magnetars in clusters van massieve sterren.
"Astronomen dachten altijd dat echt zware sterren zwarte gaten vormden toen ze stierven", zegt dr.Simon Johnston (CSIRO Australia Telescope National Facility). "Maar in de afgelopen jaren hebben we ons gerealiseerd dat sommige van deze sterren pulsars kunnen vormen, omdat ze een snel afslankprogramma volgen voordat ze exploderen als supernova's."
Deze sterren verliezen veel massa door het af te blazen bij wind die lijkt op de zonnewind van de zon, maar veel sterker. Door dit verlies zou een zeer zware ster een pulsar kunnen vormen wanneer hij stierf.
Om dit idee te testen, onderzochten Gaensler en zijn team een magnetar genaamd 1E 1048.1-5937, die zich op ongeveer 9.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Carina bevindt. Voor aanwijzingen over de oorspronkelijke ster bestudeerden ze het waterstofgas dat rond de magnetar lag, met behulp van gegevens verzameld door CSIRO's Australia Telescope Compact Array-radiotelescoop en zijn 64-meter Parkes-radiotelescoop.
Door een kaart van neutraal waterstofgas te analyseren, vond het team een opvallend gat rondom de magnetar. "Het bewijs wijst erop dat dit gat een bel is die is uitgehouwen door de wind die uit de oorspronkelijke ster stroomde", zegt Naomi McClure-Griffiths (CSIRO Australia Telescope National Facility), een van de onderzoekers die de kaart heeft gemaakt. De kenmerken van het gat geven aan dat de stamvader ongeveer 30 tot 40 keer de massa van de zon moet zijn geweest.
Een andere aanwijzing voor het verschil tussen pulsar en magnetar kan liggen in hoe snel neutronensterren ronddraaien wanneer ze zich vormen. Gaensler en zijn team suggereren dat zware sterren tot 500-1000 keer per seconde ronddraaiende neutronensterren zullen vormen. Een dergelijke snelle rotatie zou een dynamo moeten aandrijven en supersterke magnetische velden moeten genereren. 'Normale' neutronensterren worden geboren die slechts 50-100 keer per seconde ronddraaien, waardoor de dynamo niet werkt en ze een magnetisch veld krijgen dat 1000 keer zwakker is, zegt Gaensler.
"Een magnetar ondergaat een kosmische extreme make-over en eindigt heel anders dan zijn minder exotische radio-pulsar-neven", zegt hij.
Als magnetars inderdaad uit massieve sterren worden geboren, kan men voorspellen wat hun geboortecijfer zou moeten zijn, vergeleken met dat van radiopulsars.
"Magnetars zijn de zeldzame" witte tijgers "van stellaire astrofysica", zegt Gaensler. “We schatten dat het magnetische geboortecijfer slechts ongeveer een tiende zal zijn van dat van normale pulsars. Omdat magnetars ook van korte duur zijn, zijn de tien die we al hebben ontdekt misschien bijna alles dat er te vinden is. '
Het resultaat van het team wordt gepubliceerd in een aankomend nummer van The Astrophysical Journal Letters.
Dit persbericht wordt uitgegeven in samenwerking met CSIRO's Australia Telescope National Facility.
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: CfA News Release
