Astronomen hebben de neiging om een ​​iets ander tijdsbesef te hebben dan de rest van ons. Ze bestuderen regelmatig gebeurtenissen die miljoenen of miljarden jaren geleden hebben plaatsgevonden, en objecten die al even lang bestaan. Dat is gedeeltelijk waarom de recent ontdekte neutronenster, bekend als Swift J1818.0-1607, opmerkelijk is:een nieuwe studie in het tijdschrift Astrofysische journaalbrieven schat dat het slechts ongeveer 240 jaar oud is - een echte pasgeborene naar kosmische maatstaven.

NASA's Neil Gehrels Swift Observatory zag het jonge object op 12 maart, toen het een enorme uitbarsting van röntgenstralen vrijgaf. Vervolgstudies door het XMM-Newton-observatorium van de European Space Agency en de NuSTAR-telescoop van NASA, die wordt geleid door Caltech en wordt beheerd door het Jet Propulsion Laboratory van het bureau, onthulde meer van de fysieke kenmerken van de neutronenster, inclusief die gebruikt om de leeftijd te schatten.

Een neutronenster is een ongelooflijk dicht klompje stellair materiaal dat overblijft nadat een massieve ster supernova wordt en explodeert. In feite, het zijn enkele van de dichtste objecten in het universum (de tweede alleen voor zwarte gaten):een theelepel neutronenstermateriaal zou op aarde 4 miljard ton wegen. De atomen in een neutronenster worden zo stevig tegen elkaar gegooid, ze gedragen zich op manieren die nergens anders te vinden zijn. Swift J1818.0-1607 verpakt tweemaal de massa van onze zon in een volume dat meer dan een biljoen keer kleiner is.

Met een magnetisch veld tot 1, 000 keer sterker dan een typische neutronenster - en ongeveer 100 miljoen keer sterker dan de krachtigste magneten die door mensen zijn gemaakt - behoort de Swift J1818.0-1607 tot een speciale klasse van objecten die magnetars worden genoemd, die de meest magnetische objecten in het universum zijn. En het blijkt de jongste magnetar te zijn die ooit is ontdekt. Als de leeftijd wordt bevestigd, dat betekent dat het licht van de stellaire explosie die het vormde, de aarde zou hebben bereikt rond de tijd dat George Washington de eerste president van de Verenigde Staten werd.

"Dit object laat ons een eerdere tijd in het leven van een magnetar zien dan we ooit eerder hebben gezien, zeer kort na zijn oprichting, " zei Nanda Rea, een onderzoeker aan het Institute of Space Sciences in Barcelona en hoofdonderzoeker van de observatiecampagnes door XMM Newton en NuSTAR (afkorting van Nuclear Spectroscopic Telescope Array).

Hoewel er meer dan 3 zijn, 000 bekende neutronensterren, wetenschappers hebben slechts 31 bevestigde magnetars geïdentificeerd, inclusief deze nieuwste vermelding. Omdat hun fysieke eigenschappen niet opnieuw kunnen worden gecreëerd op aarde, neutronensterren (inclusief magnetars) zijn natuurlijke laboratoria om ons begrip van de fysieke wereld te testen.

"Misschien als we het ontstaansverhaal van deze objecten begrijpen, we zullen begrijpen waarom er zo'n enorm verschil is tussen het aantal magnetars dat we hebben gevonden en het totale aantal bekende neutronensterren, ' zei Rea.

Swift J1818.0-1607 bevindt zich in het sterrenbeeld Boogschutter en is relatief dicht bij de aarde - slechts ongeveer 16, 000 lichtjaar verwijderd. (Omdat licht tijd nodig heeft om deze kosmische afstanden af ​​te leggen, we zien licht dat de neutronenster ongeveer 16 uitzond, 000 jaar geleden, toen het ongeveer 240 jaar oud was.) Veel wetenschappelijke modellen suggereren dat de fysieke eigenschappen en het gedrag van magnetars veranderen naarmate ze ouder worden en dat magnetars het meest actief zijn als ze jonger zijn. Dus het vinden van een jonger exemplaar in de buurt, zoals dit, zal die modellen helpen verfijnen.

Tot het uiterste gaan

Hoewel neutronensterren slechts ongeveer 15 tot 30 kilometer breed zijn, ze kunnen enorme uitbarstingen van licht uitstralen die vergelijkbaar zijn met die van veel grotere objecten. Magnetars in het bijzonder zijn in verband gebracht met krachtige uitbarstingen die helder genoeg zijn om duidelijk over het universum te worden gezien. Gezien de extreme fysieke kenmerken van magnetars, wetenschappers denken dat er meerdere manieren zijn waarop ze zulke enorme hoeveelheden energie kunnen opwekken.

De Swift-missie zag Swift J1818.0-1607 toen deze begon uit te barsten. In deze fase, de röntgenstraling werd minstens 10 keer helderder dan normaal. Uitbarstingen variëren in hun specifieke kenmerken, maar ze beginnen gewoonlijk met een plotselinge toename van de helderheid in de loop van dagen of weken, gevolgd door een geleidelijke afname in maanden of jaren wanneer de magnetar terugkeert naar zijn normale helderheid.

Daarom moeten astronomen snel handelen als ze de periode van piekactiviteit van een van deze gebeurtenissen willen observeren. De Swift-missie heeft de wereldwijde astronomiegemeenschap op de hoogte gebracht van het evenement, en XMM-Newton (waar NASA aan deelneemt) en NuSTAR hebben snelle vervolgonderzoeken uitgevoerd.

Naast röntgenfoto's, van magnetars is bekend dat ze grote uitbarstingen van gammastraling afgeven, de hoogste energievorm van licht in het universum. Ze kunnen ook gestage bundels radiogolven uitzenden, de laagste energievorm van licht in het universum. (Neutronensterren die langlevende radiostralen uitzenden, worden radiopulsars genoemd; Swift J1818.0-1607 is een van de vijf bekende magnetars die ook radiopulsars zijn.)

"Het verbazingwekkende aan [magnetars] is dat ze behoorlijk divers zijn als populatie, " zei Victoria Kaspi, directeur van het McGill Space Institute aan de McGill University in Montreal en voormalig lid van het NuSTAR-team, die niet bij het onderzoek betrokken was. "Elke keer dat je er een vindt, vertelt het je een ander verhaal. Ze zijn heel vreemd en erg zeldzaam, en ik denk niet dat we het volledige scala aan mogelijkheden hebben gezien."

De nieuwe studie werd geleid door Paolo Esposito met de School for Advanced Studies (IUSS) in Pavia, Italië.