Met behulp van ESA's XMM-Newton en NASA's NuSTAR ruimtetelescopen, een team van astronomen uit Duitsland heeft een nieuwe ultralichtgevende pulsar gedetecteerd in het sterrenstelsel NGC 300. De vondst van deze pulsar, die de aanduiding NGC 300 ULX1 ontving, wordt gedetailleerd beschreven in een paper die op 9 november is gepubliceerd in de pre-print repository van arXiv.

Ultralichtgevende röntgenbronnen (ULX's) zijn puntbronnen aan de hemel die zo helder zijn in röntgenstralen dat ze elk meer straling uitzenden dan 1 miljoen zonnen op alle golflengten. Hoewel ze minder lichtgevend zijn dan actieve galactische kernen, ze zijn consistenter lichtgevend dan enig bekend stellair proces.

Astronomen geloven over het algemeen dat vanwege hun helderheid, de meeste ULX's zijn zwarte gaten. Echter, recente waarnemingen hebben aangetoond dat sommige ULX's coherente pulsaties vertonen. Deze bronnen, bekend als ultralichtgevende röntgenpulsars (ULXP's), zijn neutronensterren die doorgaans minder massief zijn dan zwarte gaten. De lijst met bekende ULP's is nog relatief kort, daarom is het detecteren van nieuwe objecten van deze klasse essentieel voor onderzoekers die het universum in röntgenstralen bestuderen.

Nutsvoorzieningen, een groep astronomen van het Max Planck Instituut voor buitenaardse fysica in Garching, Duitsland, geleid door Chandreyee Maitra, meldt de detectie van pulsaties van de bron NGC 300 ULX1, gelegen in het spiraalstelsel NGC 300, zo'n zes miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd. Ontdekt in 2010, NGC 300 ULX1 werd aanvankelijk geclassificeerd als een supernova, maar later opnieuw geclassificeerd als een mogelijke hoge massa X-ray binary.

Door gegevens van gelijktijdige waarnemingen van NGC 300 ULX1 te analyseren, uitgevoerd in december 2016 met behulp van X-ray Multi-Mirror Newton (XMM-Newton) en Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) ruimtevaartuigen, Maitra's team identificeerde pulsaties van deze bron.

"Pulsaties van NGC 300 ULX1 werden ontdekt tijdens gelijktijdige XMM-Newton/NuSTAR-waarnemingen in december 2016, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

Volgens de studie, NGC 300 ULX1 had een spinperiode van ongeveer 31,71 seconden aan het begin van NuSTAR-waarnemingen, die binnen een paar dagen lineair afnam tot ongeveer 31,54 seconden aan het einde van de XMM-Newton/NuSTAR-waarnemingscampagne. Uit de waarnemingen bleek ook dat de pulsar een spin-upsnelheid van 556 ns/s heeft en een niet-geabsorbeerde breedbandhelderheid van 4,7 duodecillion erg/s.

Verder, de astronomen controleerden archiefgegevens van waarnemingen van NGC 300 ULX1 met behulp van NASA's Swift-ruimtetelescoop en Neutronenster Interior Composition Explorer (NICER) op het internationale ruimtestation. Deze gegevens laten zien dat de spinperiode van deze pulsar exponentieel afnam van ongeveer 45 naar 17,5 seconden gedurende een tijdspanne van 2,3 jaar.

De onderzoekers merkten op dat NGC 300 ULX1 de vierde ULXP is die tot nu toe bekend is, en vertoont een extreme spin-up rate, evenals een relatief constante helderheid over een lange tijdspanne. Ze voegden eraan toe dat de spin-upsnelheid een van de hoogste is die ooit is waargenomen van een opgroeiende neutronenster.

In de slotopmerkingen, de auteurs van het artikel onderstreepten dat vanwege zijn eigenschappen, NGC 300 ULX1 zou astronomen een zeldzame kans kunnen bieden om de spin-evolutie van oplopende neutronensterren met extreme accretiesnelheden te bestuderen. De pulsar zou ons ook kunnen helpen de overeenkomsten tussen ULXP's en superreus zware röntgendubbelsterren beter te begrijpen.

© 2018 Wetenschap X Netwerk