Astronomen vinden zwerm elektronen rond magnetars

Artist’s impression. Data van de röntgentelescoop XMM-Newton en de gammatelescoop Integral zijn gebruikt om, voor de eerste keer, succesvol de voorspelde fysische processen te testen die ten grondslag liggen aan de straling die magnetars uitzenden (c)
Artist’s impression. Data van de röntgentelescoop XMM-Newton en de gammatelescoop Integral zijn gebruikt om, voor de eerste keer, succesvol de voorspelde fysische processen te testen die ten grondslag liggen aan de straling die magnetars uitzenden (c)
Astronomen hebben voor het eerst de fysische processen gemeten waardoor magnetars röntgenstraling uitzenden. Een team onderzoekers onder leiding van de Amsterdamse astronome Nanda Rea vond op basis van data van ESA’s XMM-Newton röntgensatelliet en de gammatelescoop Intregral het bewijs voor grote elektronenstromen rond alle bekende magnetars.

Magnetars zijn jonge neutronensterren met een ultra-sterk magnetisch veld. Neutronensterren zijn de overblijfselen van zware sterren (10 tot 50 zonsmassa’s) en bestaan voor het grootste deel uit neutronen. Een neutronenster heeft een diameter van 20 km, maar is zwaarder dan de zon. Een theelepel neutronenster-materiaal weegt ongeveer 100 miljoen ton. Andere karakteristieke eigenschappen van een neutronenster zijn een snelle rotatie en een sterk magnetisch veld. Magnetars vormen een aparte klasse van neutronensterren; hun magnetisch veld is 1000 maal zo sterk als dat van gewone neutronensterren. Ze vormen de krachtigste magneten in de kosmos. Er zijn tot nu toe 15 magnetars gevonden.


Magnetars hebben een inwendig magnetisch veld dat zo krachtig is dat het de korst van de ster vervormt. Dit levert sterk verwrongen magnetische veldlijnen op en deze produceren wolken van elektronen die rond de ster stromen. Deze stromen hebben een sterke wisselwerking met de straling van het steroppervlak, wat leidt tot de waargenomen röntgenstraling. Dit proces kan niet worden getest in laboratoria, omdat zulke sterke magneetvelden niet op aarde kunnen worden opgewekt.

Nanda Rea is met haar onderzoeksteam voor het eerst zelf op zoek gegaan naar de dichte wolken van elektronen rond de magnetars. En met succes: de stromingen zijn inderdaad aanwezig en zelfs de dichtheid en temperatuur van de elektronenstromen is gemeten. De dichtheid blijkt zo’n 1000 keer hoger te zijn dan die bij een normale pulsar.

ESA


Artist’s impression. Data van de röntgentelescoop XMM-Newton en de gammatelescoop Integral zijn gebruikt om, voor de eerste keer, succesvol de voorspelde fysische processen te testen die ten grondslag liggen aan de straling die magnetars uitzenden (c)

Artist’s impression. Data van de röntgentelescoop XMM-Newton en de gammatelescoop Integral zijn gebruikt om, voor de eerste keer, succesvol de voorspelde fysische processen te testen die ten grondslag liggen aan de straling die magnetars uitzenden (c)

Magnetisch veld van een magnetar

Magnetisch veld van een magnetar