3 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor neutronensterren/pulsars

Chandra en XMM-Newton ontdekken langzaam roterende pulsar in Kleine Magelhaense Wolk

20 december 2011 Door 2 Reacties

Rechts op de foto, pulsar SPX 1062 in de Kleine Magelhaense Wolk

Sterrenkundigen zijn er in geslaagd om met behulp van de  röntgen-ruimtetelescopen Chandra van de NASA én XMM-Newton van de ESA een pulsar in de Kleine Magelhaense Wolk te ontdekken, een kleine begeleider van ons Melkwegstelsel, pakweg 180.000 lichtjaar van de aarde. Op de foto hiernaast zien je SXP 1062, zoals ze ‘m noemen, rechts op de foto als die heldere ster. Het blauw licht is röntgenstraling, zoals waargenomen met NASA’s Chandra en XMM-Newton. Het rood-gele gebied links is een jong stervormingsgebied, in optisch licht gefotografeerd door het Cerro Tololo Inter-American Observatorium in Chili. Het is niet alleen de eerste keer dat in de Kleine Magelhaense Wolk een pulsar wordt ontdekt, een zeer compacte neutronenster van zo’n 20 km doorsnede met de massa van de zon, die als een kosmische vuurtoren twee zwiepende stralingsbundels de ruimte in stuurt. SPX 1062 is tegelijk ook een bijzondere pulsar, want ondanks z’n geschatte leeftijd van 10.000 tot 40.000 jaar – pieperdepiepjong in astronomische termen – draait ‘ie zeer langzaam om z’n as. Meestal roteren jonge pulsars zeer snel, enkele tientallen malen per seconde af en toe, maar SPX 1062 denkt daar kennelijk anders over, want hij draait slechts één keer per 18 minuten om z’n as. Dat betekent twee dingen: de pulsar is door de een of andere oorzaak flink afgeremd óf niet alle jonge pulsars draaien snel om hun as. Werk aan de winkel voor de dames en heren modelbouwers. :-) :bron: Bron: Chandra.

Onderwerp: neutronensterren/pulsars Tags: ,

Wat veroorzaakte de Kerst-gammaflitser van 2010?

30 november 2011 Door Reageer

Impressie van de 'Kerst-gammaflitser' GRB 101225A

Op 25 december 2010 zag de Swift satelliet van de NASA met z’n Burst Alert Telescope (BAT) een felle uitbarsting in gammastraling vanuit het sterrenbeeld Andromeda. De gamma-uitbarsting duurde maar liefst 28 minuten en dat is voor een gammaflitser erg lang1. Met andere telescopen, zoals de Hubble ruimtetelescoop, probeerde men de ‘afterglow’ van de uitbarsting te detecteren, maar dat leverde weinig informatie op en men was niet in staat om de afstand tot de bron te bepalen. Vandaar het probleem waarvoor de sterrenkundigen zich bij de Christmas burst, officieel GRB 101225A geheten, gesteld zien: wat is de precieze aard van het object dat deze gammaflitser met z’n lange duur veroorzaakte? Afhankelijk van de vraag hoe ver dat object precies van de aarde verwijderd is zijn er nu twee modellen opgesteld en in beide modellen is een neutronenster betrokken. In het ene model is er sprake van een neutronenster, die een komeet ter grootte van de helft van de dwergplaneet Ceres aantrekt en oppeuzelt. Zo’n neutronenster is het restant van een zware ster, dat na een supernova overblijft en dat de massa van een half miljoen keer de aarde herbergt in een bolletje van zo’n 10 km groot. Als zo’n forse komeet – of planetoïde – tegen de neutronenster knalt kan zo’n langdurige gammaflits ontstaan. Dit scenario zou zich binnen de Melkweg moeten hebben afgespeeld, op een afstand tot ongeveer 10.000 lichtjaar. Het andere model zegt dat het gebeuren véél verder weg plaatsvond, op zo’n 5,5 miljard lichtjaar. Ook hier gaat het om een neutronenster, maar dit keer eentje die om een gewone ster draait en die op een gegeven moment IN die ster terechtkomt en dan naar binnen spiraliseert. Ook dat leidt tot een enorme uitbarsting in gammalicht, als de neutronenster na 18 maanden van spiraliseren en vijf rotaties uiteindelijk versmelt met de sterkern en er een zwart gat wordt gevormd. Meer over beide modellen in de volgende video:

:bron: Bron: NASA.

Noot:
  1. Normaal worden twee klassen van gammaflitsers onderscheiden: de korte (<2s) en de lange (>2s), waarbij die laatste meestal niet meer dan enkele minuten duurt. [↩]
Onderwerp: gammaflitsers, kometen, neutronensterren/pulsars Tags: , , ,

Neutronenster blaast modellen voor röntgenflitsen op

15 september 2011 Door Reageer

Impressie van neutronenster J17480

Amsterdamse astronomen hebben een neutronenster waargenomen die spot met de gangbare modellen voor röntgenflitsen op dit soort extreme objecten. In het geval van de neutronenster in de röntgendubbelster IGR J17480-2446 blijkt het magneetveld van de ster ervoor te zorgen dat sommige delen veel helderder worden in het röntgen dan andere delen. De resultaten van het onderzoek van Yuri Cavecchi et al. (2011) worden gepubliceerd in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters. Het gaat om de röntgendubbelster IGR J17480-2446 (hierna J17480) in de bolvormige sterrenhoop Terzan 5. In röntgendubbelsterren draaien een neutronenster en een begeleidende ster om elkaar heen. Neutronensterren zijn 1,5 keer zo zwaar als de zon, maar hebben een middellijn van hooguit 25 km. Ze hebben een sterk zwaartekrachtsveld dat gas van de begeleidende ster aantrekt. Dit gas kan opbouwen op het oppervlak van de neutronenster en exploderen in een snelle, hoogenergetische kernexplosie die Type 1 röntgenflits wordt genoemd. Meestal explodeert het hele oppervlak van de ster gelijkmatig. Echter, in ongeveer 10 procent van de gevallen worden sommige delen van de ster veel helderder dan andere. Waardoor dit gebeurt, is niet begrepen. De afgelopen jaren is een aantal theoretische modellen ontwikkeld om dit verschijnsel te verklaren. Volgens de ene verklaring vertraagt de snelle rotatie van de ster het vlamfront, op dezelfde wijze als de draaiing van de aarde bijdraagt aan de vorming van orkanen (het Corioliseffect). Een ander idee is dat de explosie grote golven veroorzaakt in het oppervlak van de ster. De ‘oceaan’ aan de ene kant van de ster koelt af en verliest helderheid, terwijl de andere kant warmer en helderder blijft. De onderzochte neutronenster J17480 blaast beide modellen op. Net als andere sterren vertoont J17480 ongebruikelijk heldere vlekken op het oppervlak tijdens kernexplosies, maar hij roteert veel langzamer dan andere sterren die dit gedrag vertonen – slechts 10 keer per seconde (de op een na langzaamste draait 245 keer per seconde om zijn eigen as). Bij deze snelheid is het Corioliseffect niet krachtig genoeg om het vlamfront te beperken, waardoor thermonucleaire ‘orkanen’ niet kunnen ontstaan. Ook het idee van grootschalige golfwerking biedt geen oplossing. De astronomen verklaren de ongelijkmatige verbranding op J17480 nu uit de rol die het magneetveld van de ster speelt. Zodra de kernexplosie ontsteekt, zet het brandende gas uit. Het beweegt naar boven en naar buiten en schudt daarmee het magneetveld op, dat als een elastieken band voorkomt dat de vuur-bel zich verder verspreidt. “Er is theoretisch vervolgonderzoek nodig om dit te bevestigen, maar in het geval van J17480 is het een uiterst plausibele verklaring voor onze observaties”, zegt eerste auteur Yuri Cavecchi (Universiteit van Amsterdam). Co-auteur Anna Watts (UvA) benadrukt dat het nieuwe model niet de ongelijkmatige verbranding in alle sterren verklaart. “Het lijkt alleen op te gaan voor deze en misschien nog een aantal andere sterren waarvan het magnetische veld sterk genoeg is om het vlamfront op deze manier te beïnvloeden. Voor andere sterren met dit afwijkende gedrag kunnen de andere modellen nog steeds van toepassing zijn.” :bron: Bron: Nova.

Onderwerp: favoriet, neutronensterren/pulsars Tags: , , ,

Botsende neutronensterren leveren goud op

11 september 2011 Door Reageer

goud, een product van botsende neutronensterren

Het is al decennia bekend dat sterren waterstof omzetten in helium, vervolgens helium in koolstof, zuurstof, enzovoorts. Dat gaat door tot de allerzwaarste sterren ijzer hebben gevormd. Elementen zwaarder dan ijzer, zoals lood en goud, worden alleen gevormd in de extreme omstandigheden tijdens een supernova. Maar de modellen daarvoor waren niet in overeenstemming met de waarnemingen: er blijken twee keer zoveel zware elementen in de Melkweg voor te komen als de supernovae kunnen produceren. Vraag is dus of er nog andere processen zijn waardoor elementen zwaarder dan ijzer kunnen ontstaan. Berekeningen van sterrenkundigen van het Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) laten zien dat zo’n alternatief er inderdaad is: botsende neutronensterren. In de cataclysmische omstandigheden na zo’n botsing zou een gigantisch heet plasma ontstaan en als dat zou zijn afgekoeld tot 10 miljard graden zouden elementen als lood, goud, platinum, thorium en plutonium kunnen ontstaan. Eh… vraag is natuurlijk of dubbele neutronensterren voorkomen? Yep, die zijn er, zoals PSR J0737-3039A/B in het sterrenbeeld Grote Hond (Canis Major), 2.000 lichtjaar van ons verwijderd. Die pulsars – feitelijk rondtollende neutronensterren, die als kosmische vuurtorens een bundel hoogenergetische straling de ruimte inschieten – komen iedere dag 7 millimeter dichter bij elkaar. Op basis van de huidige onderlinge afstand heeft men berekend dat de pulsars over 85 miljoen jaar zullen botsen. Dan krijgen we weer een verse voorraad goud! :-D Oh ja, lees ook het verhaal bij de Astropicture of the Day van vandaag, dat over hetzelfde onderwerp gaat. :bron: Bron: Max Planck Instituut.

Onderwerp: astrofysica, neutronensterren/pulsars, novae en supernovae Tags: , ,

Bizar systeem van diamanten planeet draaiend om pulsar ontdekt

25 augustus 2011 Door 1 Reactie

Impressie van het pulsar-planeetsysteem PSR J1719-1438

Probeer je het volgende voor te stellen: een dubbelster, waarbij de ene ster – welke op onze zon lijkt – evolueert van het rode reus-stadium via het witte dwerg-stadium naar een planeet-stadium, waarbij de planeet geheel uit gekristalliseerd koolstof, zeg maar diamant blijkt te bestaan, en de andere zwaardere ster als supernova explodeert, daarbij z’n buitenlagen wegblazend en waarbij de kern als snel roterende milliseconde-pulsar overblijft. Zo’n bizar systeem is inderdaad gevonden door sterrenkundigen en het heet J1719-1438, 4000 lichtjaar van ons verwijderd in het sterrenbeeld Slang (Serpens). Ja, het klinkt inderdaad bizar: hoe kan een ster à la de zon nou uiteindelijk als planeet eindigen en hoe komt zo’n planeet te bestaan uit diamant? Dat onze zon over vijf miljard jaar zal opzwellen tot een rode reus is algemeen bekend, evenals het daarop volgende stadium van een witte dwerg, welke voornamelijk uit zuurstof en koolstof bestaat. In het geval van J1719-1438 moet de pulsar het volgende hebben gedaan: de pulsar moet met z’n massa van 1,4 zonmassa gepropt in een bolletje van 20 km doorsnede een sterke gravitationele invloed op de nabije witte dwerg hebben gehad en deze van 99% van z’n buitenlagen hebben beroofd. Wat na dat ‘strippen’ overbleef waren twee bizarre objecten: een pulsar die véél sneller ging roteren door de toevoer van materie, 10.000 keer een omwenteling per minuut (1x per 5,7 milliseconde), en een ‘planeet’ die enkel uit gekristalliseerd koolstof bestaat. Op de een of andere manier wist de planeet uit de greep van de pulsar te blijven, op een ‘veilige’ afstand van ongeveer 600.000 km van de pulsar. Op de afbeelding zie je de planeet draaiend om de pulsar en in geel ter  vergelijking de omvang van de zon. Eén omwenteling om de pulsar duurt twee uur en tien minuten. :bron: Bron: Max Planck Instituut.

Onderwerp: astrofysica, favoriet, neutronensterren/pulsars Tags: , ,

Neutronen kunnen vierkant worden in neutronensterren

13 augustus 2011 Door Reageer

Neutronen zouden een vierkante symmetrie kunnen krijgen in extreme neutronensterren

Wellicht is dit een bericht uit de categorie fantasiebeelden van studeerkamergeleerden, dat kan ik even vanuit mijn positie niet beoordelen, maar interessant is het wel. Het duo Felipe Llanes-Estrada (Technische Universiteit in Munchen) en Gaspar Moreno Navarro (Complutense Universiteit in Madrid) heeft berekend dat neutronen in de extreme omstandigheden van een neutronenster in staat zijn om in plaats van een – zoals gebruikelijk – sferische symmetrie een vierkante symmetrie te krijgen. Als dat het geval is dan stapelen de neutronen zich in kristallen met vierkante vorm op en zijn ze in staat om bijna 100% van de ruimte in beslag te nemen. Dat laatste wordt uitgedrukt met de term packing density en die bedraagt in ‘normale’ atoomkernen 0,74, d.w.z. dat 26% van het volume van de kern leeg is. Er is één probleem bij de theorie van Llanes-Estrada en Navarro: neutronensterren zijn in theorie maximaal 1,4 zonmassa zwaar en bij een dergelijke massa hebben ze te weinig druk om die vierkante symmetrie op te bouwen. Maar voor problemen bestaan ook oplossingen en die heet in dit geval PSR J1614-2230, een 20 km groot bolletje op 3000 lichtjaar afstand. Da’s ook een neutronenster en die is maar liefst 1,97 zonmassa zwaar. Zou eigenlijk niet mogen bestaan volgens de gangbare modellen, maar hij is er toch echt. In zo’n extreme neutronenster zijn die vierkante neutronen volgens het duo heel goed mogelijk. Mmmmm, zou PSR J1614-2230 zelf ook vierkant zijn? Dat zou pas leuk zijn! :-) Meer info over de ideeën van Llanes-Estrada en Navarro vindt je in dit wetenschappelijke artikel van hun hand. :bron: Bron: Technology Review.

Onderwerp: astrofysica, elementaire deeltjes, neutronensterren/pulsars Tags:

Kijk nou toch eens, een pulsar met een staart

14 juli 2011 Door Reageer

Pulsar PSR J0357+3205 met staart

Dat kometen een staart hebben dat wisten we al, maar dat pulsars er af en toe ook eentje hebben is een minder bekend fenomeen. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren, wiens hoogenergetische straling in bundels vanaf de magnetische polen de ruimte in wordt geslingerd. Bij sommige pulsars zien we die bundel als een lange röntgenstaart. Zoals in het geval van PSR J0357+3205 – roepnaam PSR J0357 – 1600 lichtjaren van ons vandaan in het sterrenbeeld Perseus. Hiernaast zie je de pulsar, rechtsboven, en de staart, die maar liefst 4,2 lichtjaren lang is. De Fermi gammasatelliet zag ‘m voor het eerst in 2009. De pulsar moet volgens berekeningen ongeveer een half miljoen jaar oud zijn. Het vreemde aan de staart van PSR J0357 is dat ‘ie qua eigenschappen afwijkt van de staarten van andere pulsars. Bij de meeste ‘staart-pulsars’ is er sprake van een soort van boeggolf, die ontstaat als de pulsar zich voortbeweegt door het interstellaire medium en daar in botsing komt met gas en stof. De gegevens die de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra heeft opgehoest van PSR J0357 laten echter zien dat er van een boeggolf geen sprake kan zijn. Zo verliest de roterende pulsar minder energie aan z’n staart dan andere pulsars. Ook is de röntgenstraling van de staart van PSR J0357 het helderst aan het uiteinde en niet – zoals bij de andere staart-pulsars – aan de kop van de staart. Die heldere punten linksonder in de staart zijn overigens lichtbronnen, die vermoedelijk geen verband houden met PSR J0357. Verder onderzoek aan deze bijzondere staart-pulsar moet de sterrenkundigen meer vertellen wat er precies aan de hand is. :bron: Bron: Chandra.

Onderwerp: favoriet, neutronensterren/pulsars Tags: , , ,

Fermi ziet dubbele gamma-uitbarsting in bizar dubbelstersysteem

2 juli 2011 Door Reageer


Sterrenkundigen hebben met behulp van de Fermi gammasatelliet een dubbele uitbarsting in gammalicht waargenomen, veroorzaakt door een botsing van een pulsar met materiaal dat door een nabije ster was uitgeworpen. De pulsar, genaamd PSR B1259-63, in het sterrenbeeld Zuiderkruis (Crux) op een afstand van 8000 lichtjaar, draait in 3,4 jaar rondjes om de ster LS 2883. Pulsars zijn snel ronddraaiende objecten, die het overblijfsel zijn van zware sterren, wiens buitenlagen na een kort maar heftig leven in een supernova zijn weggeblazen. De overgebleven kern in het geval van PSR B1259-63 is zo’n 20 km groot, telt twee zonmassa op de weegschaal en draait maar liefst 21 keer per seconde om z’n as. LS 2883 is een hete blauwe Be-ster, maar liefst 24 keer zo zwaar en 9 keer zo groot als onze zon en omgeven door een grote gasschijf. De pulsar heeft een sterk eccentrische baan om de ster en op 15 december 2010 bereikte de pulsar z’n perigeum – de kortste nadering tot de ster, een afstand van bijna 100 miljoen km. Zoals je op de afbeelding hierboven ziet ging de pulsar tot twee keer toe door de gasschijf van LS 2883: de eerste keer in nov/dec 2010, de tweede keer jan/feb 2011. De eerste keer leverde een lichte gamma-uitbarsting op, de tweede keer een sterke uitbarsting, beiden waargenomen door Fermi. Het is niet de eerste keer dat men zo’n duo-uitbarsting in gammalicht waarneemt. In 2006 werd het waargenomen in hetzelfde dubbelstersysteem met de Europese XMM-Newton satelliet. De afgelopen dubbele uitbarsting was dus ook verwacht en bleek inderdaad plaats te vinden. In de video hieronder meer info over deze bijzondere gebeurtenis:

In 2014 is het volgende perigeum en men hoopt dan te kunnen verklaren waarom de tweede gamma-uitbarsting zoveel krachtiger was dan de eerste. :bron: Bron: NASA.

Onderwerp: astrofysica, neutronensterren/pulsars, video Tags: , ,

Ook een neutronenster kan zich wel eens verslikken

29 juni 2011 Door Reageer

Impressie van de materiewolk, die op neutronenster IGR J18410-0535 afkomt.

Met behulp van de Europese XMM-Newton röntgensatelliet hebben sterrenkundigen een neutronenster gezien die plotseling wel 10.000 keer zo helder werd als normaal, een uitbarsting die wel vier uren duurde. Oorzaak van dit alles: een grote hoeveelheid materie, die van de blauwe superreus in de nabijheid van de neutronenster, werd uitgebraakt en richting de 10 km grote neutronenster ging. Normaal kan zo’n supercompacte neutronenster de door z’n gravitatiekracht aangetrokken materie van z’n compagnon wel aan, maar de hoeveelheid die nu op ‘m afkwam was zelfs voor IGR J18410-0535 – zoals z’n codenaam luidt – teveel. Een deel van de materie kwam in de accretieschijf rondom de neutronenster en werd tot miljoenen graden verhit, waardoor röntgenstraling werd geproduceerd. Een ander deel vloog voorbij J18410-0535 en trok vervolgens ongemerkt de wijde wereld van de interstellaire ruimte in. Sterrenkundigen schatten in dat de uitgebraakte materiewolk wel 16 miljoen km groter was, da’s groter dan de ster zelf die ‘m uitbraakte. De maan zou wel 100 miljard keer in het volume van die wolk passen. De hoeveelheid materie was een stuk minder groot: 1/1000e van de maanmassa. En toch was dat voldoende om J18410-0535 te laten verslikken. :bron: Bron: ESA.

Onderwerp: neutronensterren/pulsars Tags: ,

IceCube produceert eerste kaart kosmische straling zuidelijke hemel

13 mei 2011 Door 2 Reacties

Met behulp van ‘s wereld grootste neutrinodetector IceCube, een verzameling van 2,5 km lange kabels vol met optische sensoren in het ijs van de Zuidpool, zijn natuurkundigen erin geslaagd om voor het eerst een kaart van de zuidelijke sterrenhemel te produceren waarop te zien is waar de kosmische straling precies vandaan komt (zie afbeelding hierboven). IceCube is eigenlijk gemaakt om neutrino’s vanuit het heelal te detecteren, maar Marcos Santander (Universiteit van Wisconsin-Madison) en zijn team gebruikten de sensoren om de kosmische straling in kaart te brengen. Als een hoogenergetisch deeltje van de kosmische straling bij de aarde komt kan ‘ie botsen met deeltjes in de atmosfeer. Daardoor worden muonen geproduceerd en met de sensoren van IceCube kunnen ze de zogenaamde Čerenkov-straling van die muonen detecteren. In de periode dat de kosmische straling werd bestudeerd – tussen 2007 en 2009 - bestond IceCube nog maar uit 59 kabels met sensoren. December vorig jaar was IceCube voltooid en hingen er 86 lange kabels in het ijs. De geproduceerde kosmische stralingskaart laat zien dat de straling anisotroop is, d.w.z. dat er duidelijke verschillen in intensiteit zijn. Er zijn gebieden waar veel straling afkomstig is, de rood-gele gebieden, en er zijn gebieden met minder straling, welke groen-blauw gekleurd zijn. Santander’s groep denkt dat de hotspots ontstaan door pulsars, welke zich tussen 150 en 300 parsec (1 pc=3,21 lichtjaar) afstand van de aarde bevinden. Nader onderzoek met de voltooide IceCube moet dat beeld bevestigen. :bron: Bron: Physics World.

Onderwerp: elementaire deeltjes, neutronensterren/pulsars Tags: , , , ,
Volgende pagina »

Switch to our mobile site