Door de mysterieuze hoge-energiebronnen op te volgen die in kaart zijn gebracht door NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope, de in Nederland gevestigde Low Frequency Array (LOFAR) radiotelescoop heeft een pulsar geïdentificeerd die draait op meer dan 42, 000 omwentelingen per minuut, waardoor het de op één na snelste bekend is.

Een pulsar is de kern van een massieve ster die explodeerde als een supernova. In dit stellaire overblijfsel, ook wel een neutronenster genoemd, de equivalente massa van een half miljoen aardes wordt verpletterd tot een gemagnetiseerde, draaiende bal niet groter dan Washington, D.C. Het roterende magnetische veld drijft bundels radiogolven aan, zichtbaar licht, Röntgenstralen en gammastralen. Als een straal toevallig over de aarde strijkt, astronomen observeren regelmatige emissiepulsen en classificeren het object als een pulsar.

"Ongeveer een derde van de door Fermi gevonden gammastralingsbronnen is niet gedetecteerd op andere golflengten, " zei Elizabeth Ferrara, een lid van het ontdekkingsteam van NASA's Goddard Space Center in Greenbelt, Maryland. "Veel van deze niet-geassocieerde bronnen kunnen pulsars zijn, maar we hebben vaak follow-up nodig van radio-observatoria om de pulsen te detecteren en te bewijzen. Er is een echte synergie aan de uiterste uiteinden van het elektromagnetische spectrum bij het zoeken naar hen."

Het nieuwe voorwerp, genaamd PSR J0952-0607—of kortweg J0952—is geclassificeerd als een milliseconde pulsar en bevindt zich tussen 3, 200 en 5, 700 lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Sextans. De pulsar bevat ongeveer 1,4 keer de massa van de zon en draait om de 6,4 uur om een ​​begeleidende ster die is weggekrompen tot minder dan 20 keer de massa van de planeet Jupiter. De wetenschappers rapporteren hun bevindingen in een paper gepubliceerd in het nummer van 10 september van The . Astrofysische journaalbrieven en nu online beschikbaar.

Op een bepaald moment in de geschiedenis van dit systeem, materie begon te stromen van de metgezel en op de pulsar, zijn spin geleidelijk verhogen tot 707 rotaties per seconde, of meer dan 42, 000 tpm, en de uitstoot aanzienlijk verhogen. Eventueel, de pulsar begon zijn metgezel te verdampen, en dit proces gaat vandaag door. Vanwege hun gelijkenis met spinnen die hun partners opeten, systemen zoals J0952 worden zwarte weduwe of redback pulsars genoemd, afhankelijk van hoeveel van de begeleidende ster overblijft. De meeste van de bekende systemen van dit type werden gevonden door Fermi niet-geassocieerde bronnen op te volgen.

De LOFAR-ontdekking duidt ook op het potentieel om een ​​nieuwe populatie ultrasnelle pulsars te vinden.

"LOFAR pikte pulsen op van J0952 op radiofrequenties rond 135 MHz, wat ongeveer 45 procent lager is dan de laagste frequenties van conventionele radiozoekopdrachten, " zei hoofdauteur Cees Bassa van het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON). "We ontdekten dat J0952 een steil radiospectrum heeft, wat betekent dat de radiopulsen zeer snel vervagen bij hogere frequenties. Het zou een uitdaging zijn geweest om het te vinden zonder LOFAR."

Theoretici zeggen dat pulsars zo snel als 72 kunnen roteren, 000 tpm voordat hij uit elkaar valt, maar toch de snelste spin die bekend is - door PSR J1748-2446ad, bijna 43 bereikt, 000 tpm - is slechts 60 procent van het theoretische maximum. Misschien kunnen pulsars met snellere menstruatie zich gewoon niet vormen. Maar de kloof tussen theorie en observatie kan ook het gevolg zijn van de moeilijkheid om de snelste rotators te detecteren.

"Er is groeiend bewijs dat de snelst draaiende pulsars de steilste spectra hebben, " zei co-auteur Ziggy Pleunis, een doctoraatsstudent aan de McGill University in Montreal. De eerste milliseconde pulsar ontdekt met LOFAR, die werd gevonden door Pleunis, is J1552+5437, die draait op 25, 000 rpm en vertoont ook een steil spectrum. "Omdat LOFAR-zoekopdrachten gevoeliger zijn voor deze radiopulsars met een steil spectrum, we kunnen ontdekken dat zelfs snellere pulsars dat doen, in feite, bestaan ​​en zijn gemist door enquêtes bij hogere frequenties, " hij legde uit.

Gedurende zijn negen jaar in een baan om de aarde, Fermi heeft een rol gespeeld bij de ontdekking van meer dan 100 pulsars, hetzij door directe detectie van gammastralingspulsen of radio-opvolging van niet-geassocieerde bronnen.

LOFAR is een radiotelescoop die is samengesteld uit een internationaal netwerk van antennestations die zijn ontworpen om het heelal te observeren op frequenties tussen 10 en 250 MHz. Uitgevoerd door ASTRON, het netwerk omvat stations in Nederland, Duitsland, Zweden, het VK., Frankrijk, Polen en Ierland.