De Amsterdamse sterrenkunde-promovenda Gemma Janssen heeft drie radiopulsars ontdekt met de Westerbork Synthese Radio Telescoop (WSRT) in Dwingeloo. Ze publiceert haar resultaat binnenkort in Astronomy & Astrophysics. In totaal zijn nu 1800 pulsars bekend. De recent ontdekte pulsars zijn de eerste drie die vanuit Nederland zijn gevonden.
Pulsars zijn neutronensterren, bollen neutronenmaterie, met een doorsnede van zo’n twintig kilometer, die na het sterven van zware sterren ontstaan. Deze exotische objecten hebben extreem sterke magneetvelden en vanaf de magnetische polen worden bundels radiogolven uitgezonden, vergelijkbaar met de lichtbundels van een vuurtoren. Illustratie: Wikimedia Commons
De drie pulsars zijn ontdekt met de nieuwe pulsarmachine PuMa II, die begin 2006 in gebruik is genomen. De Westerbork Radiotelescoop bestaat uit 14 aparte schotels op een rij. Door de schotels als een interferometer te gebruiken kunnen zeer scherpe beelden van bijvoorbeeld uitgestrekte melkwegstelsels worden gemaakt. Voor onderzoek aan echte puntbronnen zoals radiopulsars, werden tot nu toe de signalen van alle schotels direct bij elkaar opgeteld. Hierdoor heeft de telescoop wel de grote gevoeligheid die nodig is om pulsars waar te nemen, maar een erg klein blikveld, en dat is ongunstig als je een groot stuk van de hemel wilt afspeuren.
Mozaïek
Om dit ‘nadeel’ van de Westerborktelescoop te compenseren heeft Janssen een nieuwe methode gebruikt, die enkele jaren geleden onder leiding van Janssens co-promotor dr. Ben Stappers is ontwikkeld. Die methode voegt de binnenkomende signalen van 12 telescopen van de array met behulp van speciale software samen. Het resultaat is een mozaïek, waarbij het grote beeldveld van de kleine afzonderlijke schotels wordt gecombineerd met de hoge resolutie en gevoeligheid van de hele array (in dit geval vergelijkbaar met een schotel van 74 m diameter).
De Westerbork Synthese Radio Telescoop (WSRT) is een radiotelescoop in Drenthe, die bestaat uit 14 losse parabolische schotels. Ze staan opgesteld in een rij van bijna drie kilometer lang, en zijn gevoelig voor radiostraling tussen 120 MHz en 8,3 GHz. Foto: Onderwijsgek / Wikimedia Commons
Het zoeken naar pulsars is te vergelijken met het zoeken naar een speld in een hooiberg. Omdat de onderzoekers niet weten wat de eigenschappen van de te vinden pulsars zijn, en waar ze zich precies bevinden, is een intensieve zoekmethode vereist. De standaard manier om een pulsar te vinden werkt als volgt: de gegevens van de telescoop worden geanalyseerd voor alle mogelijke combinaties van pulsperiodes van de pulsar en afstanden waarop de pulsar zich bevindt. Het kost daardoor gemiddeld 24 uur rekentijd op de speciale pulsarmachine om een waarneming compleet te verwerken.
De Vela-pulsar is een van de weinige pulsars die ooit goed in beeld zijn gebracht. Het Chandra X-Ray Observatory maakte deze foto door de röntgenstraling die van het object af komt te meten. In de rechterbovenhoek is een van de ‘jets’ van de pulsar duidelijk zichtbaar. Foto: NASA/Chandra X-Ray Observatory
Toevallige vondst
Ondanks de grote benodigde computerkracht heeft deze zoektocht een uniek voordeel: door de mozaïek-indeling van het totale beeldveld kunnen astronomen de posities van nieuwe pulsars al na twee waarnemingen met grote precisie vaststellen. De ontdekking van de drie pulsars bewijst dat de methode ook echt werkt. Het gaat om de eerste drie pulsars die aan de hand van hun gepulste signaal met de Westerbork telescoop zijn gevonden. In 1995 was bij toeval al een pulsar ontdekt op een radio-plaatje van een waarneming van Westerbork.
Gemma Janssen, die op 25 maart aan de Universiteit van Amsterdam haar proefschrift verdedigt, ziet de ontdekking van de drie pulsars als het begin van de zoektocht. “We verwachten nog veel meer pulsars en andere, soortgelijke radiobronnen te vinden doordat de analyse nu verder wordt verbeterd.”
Drs. Gemma Jansen promoveert op 25 maart aan de Universiteit van Amsterdam. De titel van haar proefschrift isHigh precision radio pulsar timing. Haar promotor is prof.dr. Michiel van der Klis.
Zie verder:
- Opgezweepte sterren verklaard (Kennislinkartikel van SRON)
- Luisteren naar het heelal (Kennislinkartikel van Govert Schilling)
- Knipperster liegt over leeftijd (Kennislinkartikel van Archimedes)
- Pulsar ploegt door gaswolk partner (Kennislinkartikel)