P E R S B E R I C H T
Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Amsterdam, 17 augustus 2010
Eerste eclipserende röntgenpulsar ontdekt
Astronomen van de Universiteit van Amsterdam 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 en een van de belangrijkste voorspellingen
van Einsteins relativiteitstheorie testen. De ontdekking wordt
binnenkort gepubliceerd in 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.
Het systeem Swift J1749.4-2807 (in het kort J1749) had een
röntgenuitbarsting op 10 april. Tijdens deze uitbarsting observeerde
NASA’s Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) drie verduisteringen,
ontdekte pulsen die de neutronenster als pulsar identificeerden en
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.
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 astronomen
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.
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.
Animatie: http://staff.science.uva.nl/~diego/eclipses/ (credit: D.
Altamirano, Universiteit van Amsterdam)
Opgemaakt persbericht op www.astronomie.nl en op de NASA-website:
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/eclipsing-pulsar.html
-----------------------------------------------------------------
Deze e-mail is verzonden aan abonnees van de lijst [log in to unmask]
Zie voor abonneren, adreswijzigen, opzeggen, zelf mailen, toegang archief op:
http://www.astro.rug.nl/~nvws/asmetlst.htm
-----------------------------------------------------------------
|
