INTEGRAL grijpt ‘dode sterren’ bij de staart

Kleine ‘dode sterren’ kunnen heel wat minder dood zijn dan ze in eerste instantie lijken. Dat heeft een astronomenteam van SRON Netherlands Institute for Space Research ontdekt. Met behulp van ESA’s gammatelescoop INTEGRAL vonden zij röntgen- en gammastralen afkomstig van extreem magnetische ‘dode sterren’. De objecten waar het om gaat, zijn AXP’s, ofwel afwijkende röntgenpulsars.

Aan het eind van zijn leven klapt een zware ster door zijn eigen zwaartekracht in elkaar. Wat overblijft, is een ronddraaiende neutronen ster (ofwel een pulsar), een klein maar extreem zwaar object dat als een soort vuurtoren bundels energiestraling de ruimte in stuurt. De pulsars zijn niet veel groter dan vijftien kilometer in doorsnee, maar wel anderhalf keer zwaarder dan onze zon. De rotatieperioden zijn heel stabiel en variëren van een milliseconde tot enkele seconden, afhankelijk van de pulsar. Vanaf de aarde kunnen we de ‘pulsen’ zien.

Zeldzaam
Pulsars zijn in de jaren zestig ontdekt bij radiogolflengten. De eerste AXP-varianten, die de energierijkere röntgenstraling uitzenden, werden gevonden in de jaren zeventig met de Uhuru röntgentelescoop. Afhankelijk van de AXP zijn de pulsen om de zes tot twaalf seconden, wat erg langzaam is voor een pulsar. Daarnaast zijn ze erg zeldzaam: tot nu toe zijn er niet meer dan zeven bekend. Bij drie van die AXP’s vond het SRON-team, bestaande uit Lucien Kuiper, Wim Hermsen en Peter den Hartog, nog energetischer gammastraling, een zogenoemde ‘harde staart’, en met een hogere helderheid dan verwacht kan worden van een gewone radiopulsar.

De vondst bevestigt de theorie dat AXP’s een extreem sterk magnetisch veld hebben, een miljard keer sterker dan we in laboratoria op aarde kunnen opwekken. Dit magnetisch veld veroorzaakt energierijkere straling dan een radiopulsar kan uitstoten. Deze aparte categorie neutronensterren heeft de naam ‘Magnetars’ gekregen.

Unieke camera
“Op de een of andere manier weten deze objecten enorme magnetische energie van onder hun oppervlak te tappen en als röntgen- en gammastraling de ruimte in te schieten”, vertelt Hermsen. “Hoe dat precies kan, is het onderwerp van vervolgonderzoek.”
Zes van de zeven AXP’s werden gevonden in het vlak van ons Melkwegstelsel. Dat wijst erop dat het overblijfselen zijn van recente supernova’s (stervende sterren). De ‘harde staarten’ werden per toeval gevonden dankzij data van de unieke groothoek gammacamera aan boord van INTEGRAL (het IBIS-instrument). “Dit is een van de dingen die je hoopt te ontdekken tijdens een missie als deze”, aldus ESA’s INTEGRAL-projectwetenschapper Christoph Winkler.

Met de ontdekking door het SRON-team begint een geheel nieuwe fase in het onderzoek naar AXP’s volgens Kuiper: “We hebben op de meeste AXP’s vele weken aan nieuwe waarneemtijd met INTEGRAL en gaan zoeken naar signalen in alle golflengtegebieden, onder andere met de radiotelescopen van Westerbork. Met de data die dit onderzoek oplevert, willen we ontrafelen hoe de AXP’s zoveel meer energie kunnen produceren dan door wrijving tussen de pulsar en zijn omgeving ontstaat.”

De resultaten worden binnenkort beschreven in Astronomy & Astrophysics en Astrophysical Journal en en zijn al in te zien op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601644.