More than 18 years after the first detection of a rather exotic type of pulsar, astronomers have at last observed such a pulsar with certainty for the second time. Researchers from SRON will publish their findings shortly in the journal MNRAS. The pulsar gives astronomers important information that they can use in the future to expose a population of pulsars that has remained hidden from their view up until now.
The pulsar in question, PSR J1846-0258, is just 700 years old and has two faces. It is usually a rotation-powered pulsar, a ‘stationary rotating’ power magnet. But in May 2006, it suddenly exhibited a violent explosion that usually only occurs in the case of magnetars, pulsars with an extremely high magnetic field.
Unlike most pulsars, the exotic pulsar is not observable via radio waves, but instead via X-rays and soft gamma radiation with which ‘radio-quiet’ pulsars usually give themselves away.
Pulsars are very rapidly rotating neutron stars, which occur when heavy stars, of more than 8 solar masses, reach the end of their lives and explode. The electromagnetic radiation that is subsequently released during radiation processes in the magnetosphere of the pulsar reaches us in the form of radio waves (electromagnetic radiation of long wavelength), and also for a significant part via X-rays and/or gamma radiation (very short wavelengths).
The hidden population of unusual pulsars that astronomers would still like to study, emit radiation with a peak in wavelengths between classical X-rays and hard gamma radiation, and since the Compton Gamma-Ray Observatory COMPTEL no other telescopes have been launched into space to observe this. The energy from such radiation is about 1 megaelectronvolt (MeV) per photon. X-rays have an energy in the kiloelectronvolts (keV) range and hard gamma radiation from 100 MeV upwards.
PSR J1846-0258, is the second ‘MeV pulsar’ that has now been found with certainty. The first, PSR B1509-58, was already described in detail in 1999 by the SRON researchers Lucien Kuiper and Wim Hermsen. Information from the observations enables astronomers to make accurate spectral models for the scarcely explored energy range of keV to GeV. That enables them to gain a better understanding of the physical processes that occur in the magnetosphere of the pulsar.
Expanding the population of these pulsar observations is on the wish list of pulsar astronomers, who would like to see the launch of a mission with a MeV telescope 100 times more sensitive than COMPTEL. The availability of good models increases the chance of international investments in such a MeV telescope.
Research into pulsars is important for both physicists and astronomers, because pulsars are superb laboratories for research into the nature of gravity, space-time, and exotic physics in the magnetospheres of neutron stars.
The results will be published on 21 March in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society MNRAS. https://academic.oup.com/mnras/article/475/1/1238/4693865
An abstract can be found here https://arxiv.org/abs/1709.00899v2
Exotische pulsar onthult verborgen pulsar populatie
Ruim achttien jaar nadat een nogal exotisch type pulsar voor het eerst werd ontdekt, hebben astronomen eindelijk voor de tweede keer met zekerheid zo’n soort pulsar gezien. Dat publiceren onderzoekers van SRON binnenkort in het gerenommeerde vaktijdschrift MNRAS. De pulsar geeft astronomen belangrijke informatie waarmee zij in de toekomst een populatie pulsars kunnen gaan blootleggen die zich tot nu toe aan hun blikveld onttrok.
De pulsar in kwestie, PSR J1846-0258, is pas 700 jaar jong en vertoont twee gezichten. Het is normaliter een rotation powered pulsar, een ‘stationair draaiende’ power magneet. Maar in mei 2006 vertoonde die plotseling een heftige uitbarsting, zoals die normaal gesproken alleen voorkomen bij magnetars, pulsars met extreem hoog magneetveld.
In tegenstelling tot de meeste pulsars, laat de exotische pulsar zich niet via radiogolven zien, maar via röntgen- en zachte gammastraling, waarmee ‘radiostille’ pulsars zichzelf meestal alsnog verraden.
Pulsars zijn snel roterende neutronensterren, die ontstaan wanneer zware sterren, van meer dan 8 keer de zonsmassa, aan hun levenseinde komen en ontploffen. De elektromagnetische straling die daarna vrijkomt bij stralingsprocessen in de magnetosfeer van de pulsar bereikt ons in radiogolven (elektromagnetische straling van lange golflengte), en ook voor een belangrijk deel via röntgen- en/of gamma-straling (juist hele korte golflengte).
De verborgen populatie bijzondere pulsars die astronomen nog graag zouden willen bestuderen, zendt straling uit met een piek in golflengtes tussen de klassieke röntgen- en harde gammastraling in, waarvoor sinds Compton Gamma-Ray Observatory COMPTEL geen telescopen meer de ruimte in zijn gebracht. De energie van zulke straling zit rond de 1 Megaelektronvolt (MeV) per foton. Röntgenstraling kent energie in kilo elektronvolts (keV) en harde gammastraling vanaf 100 MeV.
PSR J1846-0258, is de tweede ‘MeV-pulsar’ die nu met zekerheid is gevonden. De eerste, PSR B1509-58, werd ook al in detail beschreven in 1999 door de SRON-onderzoekers Lucien Kuiper en Wim Hermsen. De informatie uit de waarnemingen stelt astronomen in staat nauwkeurige spectrale modellen te maken voor het nog weinig ontgonnen energie venster van keV tot GeV. Daarmee kunnen ze de fysische processen die plaatsvinden in de magnetosfeer van de pulsar beter begrijpen.
Uitbreiding van de populatie van deze pulsarwaarnemingen staat op het verlanglijstje van pulsar-astronomen, die graag een missie met een MeV telescoop 100x gevoeliger dan COMPTEL gelanceerd zouden willen zien. De beschikbaarheid van goede modellen maakt de kans op internationale investeringen in zo’n MeV telescoop groter.
Onderzoek naar pulsars is belangrijk voor natuurkundigen en sterrenkundigen, omdat pulsars uitstekende laboratoria zijn voor het onderzoek naar de aard van zwaartekracht, ruimtetijd en exotische fysica in de magnetosferen van neutronensterren.
De resultaten worden 21 maart gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society MNRAS. https://academic.oup.com/mnras/article/475/1/1238/4693865
Een abstract vindt u hier https://arxiv.org/abs/1709.00899v2
