Dit hebben we nog nooit gezien!

Hubble bestudeerde de neutronenster RX J0806.4-4123 in infrarood licht. En dat levert een bijzondere ontdekking op. “Wij observeerden een uitgebreide infrarood-emissie rond deze neutronenster,” stelt onderzoeker Bettina Posselt. Onduidelijk is nog hoe die uitgebreide infrarood-emissie ontstaat. Onderzoekers hebben er in dit stadium twee theorieën over. De neutronenster kan bijvoorbeeld omringd worden door een stofschijf. Daarnaast zou er ook sprake kunnen zijn van een pulsar windnevel.

Over de neutronenster
Een neutronenster ontstaat als een zware ster explodeert. Wat achterblijft is een heel compacte neutronenster die razendsnel roteert (RX J0806.4-4123 heeft maar 11 seconden nodig om een rondje rond de as te voltooien). Terwijl de neutronenster om de eigen as draait, zendt deze bundels straling en deeltjes de ruimte in. Door de snelle rotatie van de neutronenster glijden die bundels – net als de lichtbundels van de roterende lamp in een vuurtoren – heel regelmatig door de omringende ruimte. Neutronensterren worden vanwege hun snelle rotatie ook wel pulsars genoemd.

Infrarood
Normaliter worden neutronensterren of pulsars voornamelijk bestudeerd op radiogolflengten of in röntgenstraling, maar met Hubble hebben onderzoekers het dus over een andere boeg gegooid. Het resulteert in de ontdekking van een omvangrijke infrarood-emissie die tot op 200 AU (1 AU is de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon) afstand van RX J0806.4-4123 reikt. Wat opvallend is, is dat er alleen sprake is van een uitgebreide infrarood-emissie. Op andere golflengtes is weinig bijzonders te zien.

Restje van de ster
Zoals gezegd zijn er hypotheses over het ontstaan van de infrarood-emissie. Zo zou deze het resultaat kunnen zijn van een stofschijf rond RX J0806.4-4123. Dat stof zou dan afkomstig zijn van de geëxplodeerde zware ster waar RX J0806.4-4123 uit is voortgekomen. De interactie tussen de stofschijf en de neutronenster kan de pulsar hebben afgeremd en opgewarmd (RX J0806.4-4123 maakt deel uit van een groepje van zeven pulsars die warmer zijn dan we op basis van hun leeftijd en energievoorraad zouden verwachten). Als de pulsar werkelijk omringd wordt door de resten van een zware ster zou dat ons begrip van de evolutie van neutronensterren kunnen veranderen, denkt Posselt.

De neutronenster omringd door een stofschijf. Afbeelding: NASA, ESA & N. Tr’Ehnl (Pennsylvania State University).

Pulsarwind
Een alternatieve theorie stelt dat er sprake is van een zogenoemde pulsar windnevel. Een pulsar windnevel vereist dat de neutronenster een pulsarwind genereert,” legt Posselt uit. “Een pulsarwind kan ontstaan als deeltjes in het elektrisch veld dat door de snelle rotatie van een neutronenster met een krachtig magnetisch veld wordt gegenereerd, versneld worden. Als de neutronenster met een snelheid hoger dan de snelheid van het geluid door het interstellaire medium reist, kan er een schokgolf ontstaan op de plek waar het interstellaire medium en de pulsarwind de interactie aangaan. De ‘geschokte’ deeltjes zouden dan straling afgeven die de uitgebreide infrarood-emissie die we zien, veroorzaakt.” Ook dat is best bijzonder, omdat iets dergelijks nog niet eerder in infrarood alleen is waargenomen.

Een pulsar wind nevel. Afbeelding: NASA, ESA & N. Tr’Ehnl (Pennsylvania State University).

Hoe het precies zit, blijft dus onduidelijk. Vervolgwaarnemingen moeten meer inzicht geven in RX J0806.4-4123. Ook de nog altijd in aanbouw zijnde ruimtetelescoop James Webb kan daar een rol in gaan spelen.