Wetenschappers die gebruik maken van de H.E.S.S.-array in Namibië hebben de meest energierijke gammastraling gedetecteerd die ooit door de zogeheten Vela-pulsar is uitgestoten: 20 tera-elektronvolt oftewel ongeveer tien biljoen keer de energie van zichtbaar licht. De waarneming staat op gespannen voet met bestaande theorieën. (Nature Astronomy). Pulsars zijn de restanten van sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Bij zo’n explosie blijft een kleine, dode ster achter met een diameter van slechts twintig kilometer, die extreem snel ronddraait en voorzien is van een sterk magnetisch veld. Deze dode sterren bestaan bijna volledig uit neutronen en zijn ongelooflijk compact: een theelepel van hun materiaal heeft een massa van meer dan vijf miljard ton. Pulsars draaien snel om hun as en zenden daarbij bundels van elektromagnetische straling uit, een beetje zoals een vuurtoren. Als zo’n bundel over ons zonnestelsel strijkt, krijgen we met regelmatige tussenpozen pulsen van straling te zien. Astronomen denken dat deze straling afkomstig is van snelle elektronen die, terwijl ze zich een weg naar buiten banen, worden geproduceerd en versneld in de magnetosfeer van de pulsar. Deze magnetosfeer bestaat uit plasma en elektromagnetische velden die de ster omringen en met hem meedraaien. Tijdens hun reis naar buiten krijgen de elektronen energie en geven deze weer af in de vorm van de waargenomen stralingsbundels. De Vela-pulsar, die zich in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen) bevindt, is de helderste pulsar in de radioband van het elektromagnetische spectrum en de helderste persistente bron van kosmische gammastraling in het giga-elektronvolt (GeV) bereik. Hij draait ongeveer elf keer per seconde rond. Boven een paar GeV houdt de straling echter abrupt op, waarschijnlijk omdat de elektronen het einde van de magnetosfeer van de pulsar bereiken en daaruit ontsnappen. Maar nu is er dus een nieuwe stralingscomponent ontdekt met energieën tot tientallen tera-elektronvolt (TeV) –ongeveer tweehonderd keer energierijker dan alle straling die ooit eerder van dit object is gedetecteerd. Deze zeer hoogenergetische component verschijnt met dezelfde intervallen als de component die in het GeV-bereik is waargenomen. Om zulke energieën te bereiken, zou de productie van elektronen zich tot ver buiten de magnetosfeer moeten uitstrekken. En daarbij zou het roterende emissiepatroon intact moeten blijven. Het gangbare model waarbij elektronen binnen of iets buiten de magnetosfeer worden versneld kan dit niet goed verklaren. Of zoals Arache Djannati-Atai van het Astroparticle & Cosmology Laboratory in Frankrijk, die het onderzoek leidde, het formuleert: ‘Dit resultaat daagt onze eerdere kennis van pulsars uit en vereist een heroverweging van hoe deze natuurlijke versnellers werken.’ (EE) (Image Credit: Science Communication Lab for DESY)
