WSRT: PuMa-2

Instrument op de 'Westerbork-telescoop' dat zoekt naar dubbele pulsars

WSRT: PuMa-2

PuMa-2: polsslag van een neutronenster

Neutronensterren, de supercompacte restanten van supernova-explosies, duiken op uit de kosmische ruis doordat ze met ijzeren regelmaat pulsen radiostraling uitzenden. Toen de eerste pulsar ontdekt werd heeft men nog even gedacht dat het een signaal van een buitenaardse beschaving was, maar nu weten we dat dit effect ontstaat doordat de neutronenster, net als een vuurtoren, z'n energie in twee tegenoverliggende bundels uitstraalt en snel om z'n as draait. De polsslag van de krachtigste meest nabije pulsars is makkelijk op te sporen maar om hun eigenschappen systematisch te bestuderen is een zo groot mogelijke onderzoekspopulatie nodig. Daarom hebben diverse radiotelescopen in de wereld speciale detectors om pulsars op te sporen. PuMa-2, begin 2006 gekoppeld aan de Westerbork Synthese Radiotelescoop, is in meerdere opzichten de allerbeste detector. Met PuMa-2 zijn pulsarwaarnemingen tot dertig uur lang mogelijk. De flexibiliteit en hoge resolutie van het instrument bieden de mogelijkheid om verschillende aspecten van pulsars te bestuderen.

Zwakke pulsars

PuMa-2 detecteert door een combinatie van slimme software en brute rekenkracht de pulsen van verre, zwakke pulsars. De aan de bron haarscherpe en perfect regelmatige radiopulsen worden onderweg steeds meer uitgesmeerd tot een signaal dat schijnbaar niet meer is dan ruis. De ruimte tussen de sterren is geen perfect vacuüm. Daardoor varieert de voortplantingssnelheid van radiogolven (in vacuüm gelijk aan de lichtsnelheid) enigszins met hun golflengte.

Pakketje golflengtes

Elke puls bestaat uit een pakketje golflengtes die allemaal op een verschillend tijdstip bij de detector aankomen. Vooraf is van die tijdsverschillen slechts een ruwe schatting te maken. De detector kan de juiste tijdscompensatie om de oorspronkelijke puls te reconstrueren slechts vinden door alle mogelijkheden uit te proberen. Bovendien zijn veel radiopulsars deel van een dubbelster en draaien ze in een periode van uren om hun partner heen. Doordat zo’n pulsar afwisselend snel van de aarde af en ernaartoe beweegt, lijkt de tijd tussen twee pulsen voortdurend te variëren. Ook hier moet PuMa-2 met heel veel trial and error eerst de baanbeweging van de pulsar ontdekken, alvorens het oorspronkelijke signaal te reconstrueren is.

Extreme systemen

Onderzoekers binnen NOVA en daarbuiten zijn met name geïnteresseerd in dubbelsterpulsars omdat het extreme systemen zijn. Enorme massa’s draaien daarin met grote snelheid op zeer korte afstand om elkaar heen, terwijl ze allerlei soorten straling uitzenden. Dat biedt onder meer de kans om voorspellingen van Einsteins algemene relativiteitstheorie voor zeer sterke zwaartekrachtsvelden te controleren. De hoofdprijs voor PuMa-2 zou de ontdekking zijn van een pulsar die om een zwart gat draait. Zo’n exotische dubbelster zou een werkelijk uniek kosmisch laboratorium vormen om bovengenoemde effecten te bestuderen. Theoretisch moeten ze bestaan, maar het is nog niemand gelukt om er een te vinden.

Links

PUMA-2 op de ASTRON-website (Eng)