Het nieuw ontdekte stellaire object zendt al zeker 33 jaar elke 22 minuten radiogolven uit, waardoor het ons begrip van magnetars en neutronensterren uitdaagt.
Astronomen hebben op een slordige 15.000 lichtjaar afstand een eigenaardig kosmisch object ontdekt. Ze gaan ervan uit dat het een soort magnetar is (zie kader), al lijkt het object totaal niet op andere magnetars. “Als het een magnetar is, zou het voor dit specifieke object niet mogelijk moeten zijn om radiogolven te produceren,” zegt onderzoeker Natasha Hurley-Walker. “Maar toch zien we ze.”
Een magnetar is een zeldzaam type ster met een extreem sterk magnetische veld die krachtige uitbarstingen van energie kan produceren. Magnetars zijn in feite heel zeldzame neutronensterren: de supercompacte restanten van ontplofte zware sterren. Een neutronenster roteert snel, heeft een sterk magnetisch veld en een diameter van zo’n 20 kilometer, maar een massa groter dan de zon. Magnetars zijn jonge neutronensterren, met een uitzonderlijk krachtig magnetisch veld. Tot op heden zijn er nog maar enkele tientallen van ontdekt.
Het nieuw ontdekte stellaire object is om meerdere redenen bijzonder. Allereerst zenden alle bekende magnetars met intervallen van enkele seconden tot enkele minuten energie uit. Maar het nieuw ontdekte object, dat GPM J1839-10 is genoemd, heeft een veel langere pulsatieperiode.
Traag
Na analyse blijkt dat GPM J1839-10 elke 22 minuten radiogolven uitzendt. Dat is ongelooflijk traag vergeleken met andere bronnen van pulserende radiogolven. Het is dan ook de eerste detectie van een magnetar met een zeer lange periode van pulsatie, de langste die ooit is gezien. “Elke 22 minuten zendt het een vijf minuten durende puls van radiogolven uit, en dat doet het al minstens 33 jaar,” aldus Hurley-Walker.
Radiogolven
Overigens produceren niet eens alle magnetars radiogolven. Sommige bevinden zich onder de ‘kritieke drempel’, waar het magnetische veld van de ster te zwak is om hoogenergetische emissies te genereren. En eigenlijk behoort GPM J1839-10 in dit rijtje. “Het object dat we hebben ontdekt, draait veel te langzaam om radiogolven te produceren,” zegt Hurley-Walker. “Hij bevindt zich onder die kritieke drempel.” Het betekent dat het object eigenlijk helemaal geen radiogolven zou moeten kunnen produceren. En toch doet GPM J1839-10 dat. “Welk mechanisme hierachter zit, is buitengewoon,” merkt Hurley-Walker op.
Eerdere vondst
Hurley-Walker kwam het merkwaardige object op het spoor met behulp van de Murchison Widefield Array (MWA), een radiotelescoop te vinden in de outback van West-Australië. De ontdekking werd gedaan nadat enkele jaren geleden een soortgelijk mysterieus object aan het licht was gebracht. Wetenschappers konden destijds niet verklaren wat ze hadden gevonden. Begin 2022 publiceerden ze een paper, waarin ze een raadselachtig object beschreven dat met tussenpozen verscheen en weer verdween en drie keer per uur krachtige energie uitzond. “We waren stomverbaasd,” herinnert Hurley-Walker zich. “Dus gingen we op zoek naar vergelijkbare objecten om erachter te komen of dit een opzichzelfstaande gebeurtenis was, of slechts het topje van de ijsberg.”
Ontdekking
Tussen juli en september 2022 speurden de onderzoekers met behulp van de MWA-telescoop de nachtelijke hemel af. En al snel stuitten ze op GPM J1839-10, een object dat elke 22 minuten vijf minuten lang uitbarstingen van radiolicht genereert. Ook spitte het team archiefgegevens door, waaruit bleek dat het nieuw ontdekte object al sinds 1988 pulseert. “Dat was een ongelooflijk moment voor mij,” vertelt Hurley-Walker. “Ik was vijf jaar oud toen onze telescopen voor het eerst de pulsen van dit object detecteerden, maar niemand merkte het op. Uiteindelijk bleef het 33 jaar verborgen in de gegevens.”
Nieuwe klasse
Het team breekt zich nog altijd het hoofd over het vreemde object, dat ons begrip van de fysica van neutronensterren zwaar op de proef stelt. Het gedraagt zich nog het meest als een magnetar, maar onderscheid zich daar weer van omdat het zo langzaam uitbarstingen produceert. Het betekent dat GPM J1839-10 mogelijk een geheel nieuwe klasse van stellaire overblijfselen vertegenwoordigt. “Dit opmerkelijke object daagt ons begrip van neutronensterren en magnetars uit, die tot de meest exotische en extreme objecten in het heelal behoren,” concludeert Hurley-Walker.
De ontdekking, beschreven in het vakblad Nature, roept prangende vragen op over de vorming en evolutie van magnetars en zou licht kunnen werpen op de oorsprong van mysterieuze fenomenen, zoals snelle radioflitsen, waarvan wordt vermoed dat ze door magnetars worden uitgezonden. Het team zal GPM J1839-10 blijven onderzoeken, in een poging zijn geheimen te ontsluiten en meer te weten te komen over zijn eigenschappen en gedrag. Daarnaast heeft Hurley-Walker de jacht geopend op soortgelijke raadselachtige objecten, om zo te bepalen of GPM J1839-10 inderdaad een soort ‘luie’ magnetar is, of toch nog iets fenomenalers.
