Nieuws en Agenda
Nieuws- en persberichten
Gepubliceerd op 17 augustus 2010
UvA-sterrenkundigen en NASA ontdekken eerste eclipserende röntgenpulsar
Gepubliceerd op 17 augustus 2010
Sterrenkundigen van de Universiteit van Amsterdam (UvA) en collega's
van NASA hebben de eerste milliseconde-röntgenpulsar ontdekt die wordt
verduisterd door zijn begeleidende ster. Deze ontdekking kan meer licht
werpen op de interne structuur en grootte van de lastig te bestuderen
neutronensterren. Daarnaast kan zo een van de belangrijkste
voorspellingen van Einsteins relativiteitstheorie worden getest. De
ontdekking wordt binnenkort gepubliceerd in het wetenschappelijke
tijdschrift 'Astrophysical Journal Letters'.
Een pulsar is een snel roterende neutronenster, het overblijfsel van
een ingestorte zware ster die ooit als supernova is ontploft.
Neutronensterren zijn anderhalf keer zo zwaar als de zon, terwijl ze
een diameter hebben van slechts 15 tot 20 kilometer.
Snelle röntgen-pulsen
Op 10 april had het systeem Swift J1749.4-2807 (J1749) een
röntgenuitbarsting. Tijdens deze uitbarsting observeerde NASA's Rossi
X-ray Timing Explorer (RXTE) drie verduisteringen en ontdekte de
explorer pulsen die de neutronenster als pulsar identificeerden. RXTE
registreerde zelfs pulsvariaties waaruit de baanperiode van de
neutronenster bleek. De röntgenster J1749 werd ontdekt in juni 2006,
toen een kleinere uitbarsting de aandacht trok van NASA's
Swift-satelliet. Waarnemingen met Swift, RXTE en andere telescopen
toonden aan dat deze ster een dubbelstersysteem is in de richting van
het sterrenbeeld Boogschutter op een afstand van 250 biljard kilometer
van de aarde. Ook was al duidelijk dat de neutronenster in het systeem
actief gas aantrekt van zijn begeleider. Dit gas verzamelt zich in een
accretieschijf rond de neutronenster.
Zoals de meeste accreterende dubbelsterren ondergaat J1749
uitbarstingen als er gas vanuit de schijf op de neutronenster valt. Het
krachtige magneetveld van de pulsar kanaliseert het gas naar de
magnetische polen. Doordat de zo gevormde energierijke `hotspots' met
de ster meedraaien, ontstaan snelle röntgen-pulsen. J1749 draait 518
keer per seconde om zijn as (de aarde doet 24 uur over één
omwenteling). Bovendien veroorzaakt de baanbeweging van de pulsar
kleine, maar regelmatige veranderingen in de frequentie van de
röntgen-pulsen. Uit die veranderingen is af te leiden dat de twee
sterren in bijna 9 uur om elkaar heen draaien. Ter vergelijking: de
aarde beschrijft een volledige baan rond de zon in 365 dagen.
Neutronenster eet pulsar langzaam op
Tijdens de één week durende uitbarsting waren er drie perioden van 36
minuten waarin de röntgen-emissie van J1749 voor korte tijd verdween.
Elke van deze verduisteringen vond plaats op het moment dat de
neutronenster achter de normale ster in het systeem langsging.
`Dit is een fantastisch resultaat', zegt eerste auteur Diego Altamirano
(UvA). `We kennen slechts 13 neutronensterren die meer dan 100 keer per
seconde om hun as draaien, en dit is de eerste die ook eclipseert. We
kunnen nu de grootte en massa van de begeleidende ster met
ongeëvenaarde nauwkeurigheid vaststellen.' De sterrenkundigen leidden
af dat de ster 60-80% van de massa van de zon heeft. `Hij wordt steeds
een beetje lichter, doordat de neutronenster hem met zijn extreme
zwaartekracht langzaam opeet', aldus Altamirano.
De massa van de pulsar wordt door de astronomen geschat op 1,4 tot 2,2
zonsmassa's. Om ook zeer nauwkeurig de massa en de afmeting van de
pulsar te kunnen vaststellen (dezelfde informatie die de baanbeweging
van de pulsar heeft opgeleverd over de ster) moet de begeleidende ster
nader worden bestudeerd met optische of infraroodtelescopen.
Tijdvertraging van Shapiro
Met zeer nauwkeurige metingen aan de röntgen-pulsen vlak voor en na een
bedekking kan ook een van de tests van Einsteins Algemene
Relativiteitstherorie worden gedaan: de tijdvertraging van Shapiro. Een
van de consequenties van relativiteit is dat een signaal een heel
kleine tijdvertraging laat zien als het zeer dicht langs een zwaar
object beweegt. De vertraging wordt voor J1749 voorspeld op 21
microseconden, 10.000 keer zo snel als een knipoog. Met slechts drie
eclipsen kon RXTE niet genoeg data verzamelen om een grote vertraging
te meten. Maar wel viel een bovenlimiet af te leiden voor de massa van
de ster. Als die meer dan 2,2 keer zo zwaar zou zijn als de zon, zou de
vertraging zijn gezien.
Verwijzingen
Volledige artikel
Animatie door Diega Altamirano
www.astronomie.nl
Persbericht NASA
Bron: NOVA / UvA Persvoorlichting
|
Universiteit van Amsterdam