In 2014, ESA's XMM-Newton heeft röntgenstralen gezien die afkomstig zijn van de massieve ster Rho Ophiuchi A en, vorig jaar, vond dat deze periodiek eb en vloed in de vorm van intense uitbarstingen - beide onverwachte resultaten. Het team heeft nu ESO's Very Large Telescope gebruikt om te ontdekken dat de ster een sterk magnetisch veld heeft, bevestiging van zijn status als een kosmische vuurtoren.

Van sterren zoals de zon is bekend dat ze sterke röntgenstraling produceren, maar massieve sterren lijken heel anders te zijn. In sterren van meer dan acht zonsmassa's is de röntgenstraling stabiel, en tot voor kort was er tot voor kort niet met zekerheid waargenomen dat zo'n ster herhaaldelijk opflakkerde in dit deel van het spectrum.

In 2014, een team van wetenschappers gebruikte ESA's XMM-Newton-ruimteobservatorium om een ​​massieve ster genaamd Rho Ophiuchi A te observeren. Deze ster bevindt zich in het hart van de Rho Ophiuchi Dark Cloud, een nabijgelegen gebied waarvan bekend is dat het actief nieuwe sterren vormt. Verrassend genoeg, de gegevens toonden een overvloed aan röntgenstralen die uit de ster stroomden, het team ertoe aanzetten om dichterbij te kijken.

"We hebben de ster bijna 40 uur met XMM-Newton geobserveerd en iets nog onverwachts gevonden, " zegt Ignazio Pillitteri van het INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo, Italië, en leider van het onderzoeksteam.

"In plaats van een gladde, constante emissie, de röntgenstralen periodiek naar buiten gepulseerd van Rho Ophiuchi A, variërend over een periode van ongeveer 1,2 dagen terwijl de ster ronddraaide - als een röntgenvuurtoren! Dit is een vrij nieuw fenomeen in sterren die groter zijn dan de zon."

Rho Ophiuchi A is veel heter en massiever dan onze moederster. Het blijft onbekend hoe röntgenstralen worden gegenereerd in dergelijke stellaire zwaargewichten; een mogelijkheid is een sterk intrinsiek magnetisme, die waarneembaar zou zijn via tekenen van oppervlaktemagnetisme. Echter, hoe zo'n magnetisch veld zou ontstaan ​​- en hoe het zou worden gekoppeld aan eventuele röntgenstraling - blijft onduidelijk.

"We vermoedden dat er een gigantische actieve magnetische vlek op het oppervlak van Rho Ophiuchi A zou kunnen zijn - een beetje zoals een zonnevlek, alleen veel groter en stabieler, ", voegt Pillitteri toe.

"Terwijl de ster draait, deze plek zou in en uit het zicht komen, de waargenomen pulserende röntgenstralen veroorzaakt. Echter, dit idee was enigszins onwaarschijnlijk; vlekken op sterren ontstaan ​​wanneer een inwendig magnetisch veld naar de oppervlakte springt, en we weten dat slechts één op de tien massieve sterren een meetbaar magnetisch veld heeft."

Een andere manier waarop het pulserende 'vuurtoreneffect' kan worden gecreëerd, is via een metgezel in een baan met een lagere massa die zijn eigen overvloedige röntgenstralen toevoegt aan het licht dat wordt toegeschreven aan Rho Ophiuchi A; deze röntgenstraling zou in sterkte variëren als de hypothetische kleinere ster voor en achter Rho Ophiuchi A kruiste tijdens zijn 1,2-daagse baan. Het team overwoog ook deze mogelijkheid:dat Rho Ophiuchi A een kleine, ongezien, metgezel met een lagere massa in een zeer krappe baan.

"Om er op de een of andere manier achter te komen, we haastten ons om magnetische metingen van Rho Ophiuchi A te doen met een van de grootste telescopen op aarde die er bestaan:ESO's Very Large Telescope, " zegt Lida Oskinova van de Universiteit van Potsdam, Duitsland, een lid van het internationale team dat het onderzoek heeft uitgevoerd.

"Spannend, deze metingen bevestigden een van onze voorspellingen en toonden aan dat de röntgenstralen hoogstwaarschijnlijk verband houden met magnetische structuren op het oppervlak van de ster."

Deze metingen zijn gedaan in zichtbaar licht met behulp van een techniek die bekend staat als spectropolarimetrie, waarbij verschillende golflengten van gepolariseerd licht van een ster worden bestudeerd. De gegevens toonden aan dat Rho Ophiuchi A een intens magnetisch veld heeft dat ongeveer 500 keer sterker is dan dat van de zon.

"Zo'n sterk veld is gemakkelijk in staat om het soort fakkels te produceren dat we hebben gezien, ', zegt Pillitteri.

"Dit bevestigt dat wat we ontdekten met XMM-Newton inderdaad röntgenstraling waren op Rho Ophiuchi A, dat massieve sterren magnetisch actief kunnen zijn - zoals blijkt uit de optische waarnemingen - en dat deze activiteit kan worden gezien in röntgenstralen."

De gecombineerde gegevens geven aan dat Rho Ophiuchi A de enige ster in zijn soort is met een bevestigd actief magnetisch gebied op het oppervlak dat röntgenstraling uitzendt. Op jacht naar soortgelijk gedrag bij sterren als Rho Ophiuchi A zal wetenschappers helpen begrijpen hoe wijdverbreid dit fenomeen is, en meer te ontrafelen over de magnetische eigenschappen van dergelijke sterren.

"Deze studie is een belangrijke in onze verkenning van massieve sterren - er is veel dat we nog steeds niet begrijpen over deze objecten, " zegt Norbert Schartel, ESA XMM-Newton Projectwetenschapper.

"Samen, de buitengewone mogelijkheden van XMM-Newton en de Very Large Telescope hebben nu een ander stukje van de puzzel blootgelegd."

"Als extraatje het illustreert het proces van de wetenschap heel goed - van het vinden van iets interessants of ongewoons, het onderzoeken en bedenken van enkele mogelijke hypothesen, en follow-up met meer observatie om erachter te komen wat correct is. Het is een prachtig voorbeeld van een internationale samenwerking tussen telescopen, zowel in een baan als op de grond, samenwerken om de fenomenen die we in de kosmos zien, te onderzoeken en te verklaren."