De magnetosfeer van een pulsar verandert in enkele seconden

Astronomen uit onder meer Nederland hebben ontdekt dat de magnetosfeer van een pulsar op een tijdschaal van slechts enkele seconden radicaal kan veranderen. Zij leiden dat af uit een simultane variatie in twee soorten straling die de pulsar uitzendt (Science, 25 januari).

Een pulsar is een piepklein sterretje dat heel snel om zijn as draait en een extreem sterk en uitgestrekt magnetisch veld heeft. Een vrijwel ogenblikkelijke verandering van dit hele veld tart de theorieën over de eigenschappen van pulsars.

Wim Hermsen en collega’s bestudeerden PSR B0943+10, een pulsar op 2.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Leeuw. Hij is het overblijfsel van een zware ster die vijf miljoen jaar geleden explodeerde. Dit ster-restant bestaat uit neutronen, samengeperst in een bol van 20 kilometer diameter die éénmaal per seconde ronddraait.

Boven de magnetische polen worden in het mee tollende magnetische veld geladen deeltjes versneld die bundels radio- en röntgenstraling produceren. Als gevolg van de rotatie worden die op aarde als pulsen waargenomen.

De astronomen hebben deze straling eind 2011 met drie telescopen bestudeerd. Dat waren de Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India, de Low Frequency Array (LOFAR) in Noord-Nederland en de ruimtetelescoop XMM-Newton van de ESA.

Die waarnemingen laten zien dat zowel de radio- als de röntgenstraling perioden van sterkere en zwakkere intensiteit kent en wel precies tegengesteld. De ‘omschakelingen’ vinden simultaan plaats op een tijdschaal van slechts enkele seconden. Dit betekent volgens de astronomen dat het hier niet om een lokaal mechanisme boven de polen gaat, maar om een verandering van de magnetosfeer als geheel.

Deze magnetosfeer, het gebied rond de neutronenster dat wordt beheerst door zijn magnetisch veld, heeft een diameter van 100.000 kilometer – terwijl het sterretje zelf dus slechts 20 kilometer groot is. Dat een volume van bijna honderd maal dat van de aarde zo snel in één keer kan veranderen, kunnen de astronomen niet verklaren. Zij doen één suggestie.

Doordat de magnetische as van deze neutronenster vrijwel samenvalt met zijn rotatie-as, verkeert de magnetosfeer misschien constant in een quasistabiele toestand en kan hij makkelijk van de ene toestand overgaan naar een andere. Ruwweg zoals een rammelende fietsdynamo.

George Beekman

    • George Beekman