In de Krabnevel is een nieuw, extreem energierijk proces ontdekt. Elektronen worden versneld tot duizend maal de energie die we in onze beste deeltjesversneller kunnen opwekken. De flitsen duren erg kort, enkele dagen. Dus moet een proces in heel korte tijd extreem veel energie in de elektronen pompen. Op dit moment zijn er geen astrofysische mechanismen bekend die dit proces kunnen verklaren. Nieuwe natuurkunde?
Krabnevel ontstond uit supernova
In het jaar 1054 vlamde een nieuwe ster aan de hemel op. Europa leefde in die tijd in de donkere, door oorlogen en armoede geteisterde middeleeuwen en mensen hadden wel wat anders aan hun hoofd dan de sterrenhemel in de gaten houden.
De Krabnevel. Duizend jaar geleden stond hier nog een enkele ster.
Chinese en Arabische astronomen namen de nieuwe ster in het sterrenbeeld Stier wel waar en beschreven deze gebeurtenis in hun annalen.
Na een paar weken was de supernova – want dat was het – niet meer zichtbaar met het blote oog.
In de bijna duizend jaar na de explosie heeft de gaswolk van de supernova zich uitgebreid tot wat we nu kennen als de Krabnevel.
Pulsars: kosmische vuurtorens
In de Krabnevel bevindt zich ook een van de eerst ontdekte snel ronddraaiende neutronensterren, pulsars – zeer snel ronddraaiende bollen massief opeengepakte neutronen. De Krabnevelpulsar pulseert elke 0,033 seconden.
Wat zijn neutronensterren en pulsars?
Neutronensterren ontstaan als een heel zware ster uit is gebrand en door de zwaartekracht wordt samengeperst tot een neutronenster. Alle sterren draaien: de zon bijvoorbeeld een keer per maand. Als een ster van miljoenen kilometers doorsnede wordt samengeperst in een klein bolletje zoals een neutronenster, moet de rotatiesnelheid met miljoenen malen toenemen om de hoeveelheid rotatie-energie gelijk te houden. Eén rotatie per maand wordt dan honderden rotaties per seconde.
Een pulsar is een zeer snel, regelmatig röntgensignaal waarvan astronomen denken dat het een snelle rondtollende neutronenster is. Een neutronenster bevat enkele zonsmassa’s samengepakt in een bol met een doorsnede van tien tot vijftien kilometer. De dichtheid van neutronensterren is extreem groot: een suikerklontje neutronenster weegt vermoedelijk evenveel als alle mensen bij elkaar.
We weten van het bestaan van pulsars omdat ze door hun snelle rotatie extreem krachtige magnetische velden opwekken. Deze magnetische velden bewegen door de snelle rotatie – bij sommige pulsars duizendsten van seconden – zeer snel.
Een snel veranderend magnetisch veld wekt altijd een sterk elektrisch veld op. Een fietsdynamo werkt op dit principe. De beweging van de magneet wekt stroom op en laat het fietslampje branden.
Een pulsar is als het ware een reuzendynamo. Het gevolg: elektronen worden in dit sterke elektrische veld opgezwiept tot bijna de lichtsnelheid. Zodra de elektronen op een atoom botsen, dumpen ze hun energie als bundel röntgen- en gammastraling – die we waar kunnen nemen als deze over de aarde zwiept.
Pulsars zijn extreem regelmatig – astronomen dachten zelfs even dat het signalen van een buitenaardse intelligentie waren. Sommige pulsars zijn even nauwkeurig als atoomklokken.
Enorme energieuitbarstingen
De pulsar produceert gewoonlijk al enorm veel energie – de Krabnevel zendt 75.000 maal zoveel energie uit als de zon.
Waarnemingen met de Chandra satelliet laten een enorme draaikolk rond de neutronenster zien. Verklaart dit misschien de flares?
Af en toe vlamt de pulsar, zo blijkt, nog veel feller op. Omdat de flitsen zo kort duren denken astronomen aan synchrotronstraling (straling die vrij komt als geladen deeltjes, elektronen dus, worden afgebogen) en wel van extreem energierijke elektronen.
Schattingen wijzen uit dat deze elektronen duizend keer zoveel energie hebben als wat wij in de LHC op kunnen wekken. De flitsen duren erg kort, enkele dagen. Dus moet een proces in heel korte tijd extreem veel energie in de elektronen pompen. Op dit moment zijn er geen astrofysische mechanismen bekend die dit proces kunnen verklaren. Nieuwe natuurkunde? Of is een creatieve herinterpretatie van de bestaande theorie mogelijk?
"