Magneet-vuurtoren in het heelal

De astronomen maakten gebruik van de ESA ruimtetelescopen INTEGRAL en XMM- Newton en de NASA-satelliet RXTE. SRON astronoom Peter den Hartog promoveerde hierover aan de UvA. Soms bevestigen waarnemingen een wetenschappelijke theorie perfect, maar vaak ook brengen telescopen totaal nieuwe fenomenen aan het licht. Dat overkwam Peter den Hartog. ‘Ik was op een sterrenkaart, gemaakt met de ruimtetelescoop INTEGRAL, op zoek naar nieuwe bronnen van röntgenstraling met hoge energie. Tot onze verrassing bleek aan de rand van die kaart een ster zichtbaar die we kenden als magnetar, maar waarvan we totaal niet verwachtten dat hij dit soort straling uit zou zenden’, zegt de promovendus, die onmiddellijk na deze vondst nieuwe waarneemtijd met INTEGRAL aanvroeg voor vervolgonderzoek.

Vuurtoren

Magnetars zijn kleine compacte neutronensterren met een magneetveld dat een miljard keer sterker is dan wat kunstmatig te maken is op aarde. Het zijn de sterkste magneten in het heelal. Ze hebben een massa van anderhalf keer de zon, maar die zit gepropt in een bolletje met een straal van 10 kilometer. Hoe ze precies ontstaan is een raadsel. Doordat ze enorme hoeveelheden energie uitzenden in de vorm van röntgenstraling hebben ze een levensduur van ‘slechts’ tienduizend jaar. De magnetars draaien als een dolle om hun as, waardoor ze als een vuurtoren regelmatig een bundel straling het heelal in slingeren. Die röntgenstraling bereikt het aardoppervlak niet, maar is wel zichtbaar met röntgentelescopen in de ruimte.

Lang dachten astronomen dat ze de aard van magnetars begrepen. De interne energie van magnetars, opgeslagen in het extreme interne magneetveld dat als een spiraal door de ster loopt, komt vrij als röntgenstraling van relatief lage energie. Dat beeld werd enkele jaren geleden door SRON-astronoom Lucien Kuiper op zijn kop gezet, toen hij met INTEGRAL-waarnemingen aantoonde dat de magnetars nog veel meer straling van een veel hogere energie uitzenden. Het fenomeen van de magnetars was weer in nevelen gehuld. En Peter den Hartog heeft alleen maar meer merkwaardige eigenschappen blootgelegd.

Filmpje

‘Door van de waarnemingen van INTEGRAL, XMM-Newton en RXTE een soort filmpje te maken konden we zien hoe de eigenschappen van de röntgenstraling veranderen in de tijd,’ legt Den Hartog uit. De eigenschappen van de straling bleken tijdens het ronddraaien van de magnetar drastisch te veranderen. Den Hartog: ‘Er blijken in de magnetar drie verschillende processen aan het werk die drie verschillende pulsen veroorzaken’. Maar wat de betekenis van deze morsecode is blijft vooralsnog een mysterie. Astronomen kijken dan ook met hooggespannen verwachtingen uit naar eerste gegevens van de NASA satelliet GLAST die op 3 juni gelanceerd wordt. GLAST zal in detail hoog energetische straling uit het heelal bestuderen.

SRON is sterk betrokken bij zowel INTEGRAL als XMM-Newton. SRON-astronoom Wim Hermsen is als mission scientist in het INTEGRAL-team betrokken bij het wetenschappelijk programma van de satelliet. Voor XMM-Newton bouwde het instituut een instrument dat de röntgenstraling die de telescoop opvangt in detail ontrafelt en analyseert.