Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
EN

Het is een internationaal team van wetenschappers, onder wie sterrenkundigen van de UvA, voor het eerst gelukt om van een pulsar tegelijk de massa, de doorsnee en het magnetisch veld te bepalen. Pulsar J0030+0451 blijkt 1,3 keer zo zwaar als de zon, meet 25 kilometer in diameter en heeft een weerbarstiger magneetveld dan het theoretische 'staafmagneetmodel' voorspelt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in een serie artikelen in het vakblad ‘Astrophysical Journal Letters’.

Beeld uit een computersimulatie van de grillige hotspots van pulsar J0030+0451. De hete plekken blijken niet recht tegenover elkaar zitten. Bron: NASA

De astronomen deden hun waarnemingen tussen juli 2017 en december 2018 met NICER, de Neutron star Interior Composition Explorer van de NASA Dit instrument vangt röntgenstraling op en bevindt zich op het Internationale Space Station. Dankzij het instrument hopen de onderzoekers een beter idee te krijgen van de ultradichte samenstelling van de neutronenster.

Pulsars zijn kleine, compacte neutronensterren die honderden keren per seconden om hun as draaien. Het zijn overblijfselen van gestorven zware sterren. De pulsar J0030+0451 bevindt zich op 1100 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Vissen. De pulsar tolt 205 keer per seconde om zijn as.

Waarnemingen tonen grillige hotspots

Al tientallen jaren proberen sterrenkundigen pulsars uit te vinden hoe het magneetveld van pulsars eruitziet. In de meest gangbare modellen wordt een pulsar voorgesteld als een bol met daarin een rechtopstaande staafmagneet. Er lopen veldlijnen van de noordpool naar de zuidpool. Het idee is dat het magneetveld zo sterk is dat deeltjes die toevallig in de buurt zijn, meteen naar de polen worden gesleurd en daar inslaan. Dat leidt tot hete polen. Na uitvoerige bestudering van pulsar J0030+0451 blijkt echter dat de hete plekken niet recht tegenover elkaar zitten.

Aanvullende simulaties op supercomputer

De onderzoekers hebben vervolgens de vreemde waarnemingen in een nieuw, aangepast model gevat en geprobeerd na te bootsen met supercomputers. Dat gebeurde onder andere met Cartesius,  de Nederlandse nationale supercomputer. Na een maand stampen, kwam Cartesius tot de conclusie dat er inderdaad hotspots verspreid over de pulsar konden voorkomen. Het nieuwe aangepaste model, lijkt dus te werken.

Publicatiegegevens

De resultaten van het onderzoek aan pulsar J0030+0451 verschijnen in een serie artikelen in het vakblad Astrophysical Journal Letters. Drie artikelen hebben eerste auteurs van de UvA. Het onderzoek wordt medegefinancierd door de European Research Council en NWO.

A.V. Bilous, A.L. Watts et al: ‘A NICER View Of PSR J0030+0451: Evidence for A Global-Scale Multipolar Magnetic Field’, in: Astrophysical Journal Letters. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab53e7

G. Raaijmakers, T.E. Riley, A.L. Watts et al: ‘A NICER View Of PSR J0030+0451: Implications for the Dense Matter Equation of State’, in: Astrophysical Journal Letters. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab451a

T.E. Riley, A.L. Watts et al: ‘A NICER View Of PSR J0030+0451: Millisecond Pulsar Parameter Estimation’, in: Astrophysical Journal Letters.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab481c

Commentaar:
Zaven Arzoumanian & Keith C. Gendreau: ‘Focus on NICER Constraints on the Dense Matter Equation of State’, in: Astrophysical Journal Letters.
https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205/page/Focus_on_NICER_Constraints_on_the_Dense_Matter_Equation_of_State