Astrofysici voorspellen dat neutronensterren mogelijk groter zijn

Supernova 1E10102.2-7219
Een compositieopname van de supernova 1E10102.2-7219 bestaande uit röntgenstraling waarnemingen door de Chandra röntgentelescoop (blauw en paars), zichtbaar licht van het MUSE-instrument aan de Very Large Telescope (helder rood) en additionele data van de Hubble Space Telescope (donkerrood en groen). Een neutronenster, de ultra dichte kern van een zware ster die ineenstortte en een supernova werd, bevindt zich n het centrum. Credit: NASA.

Als een zware ster sterft dan is er eerst een supernova-explosie. Wat er dan overblijft wordt of een zwart gat of een neutronenster.

Die neutronenster is het meest dichte hemelobject dat astronomen kunnen waarnemen. Ze hebben een massa van ongeveer 1,4 zonsmassa. Er is echter nog steeds erg weinig bekend over deze indrukwekkende objecten. Een onderzoeker van de Florida State University heeft nu een artikel gepubliceerd in de Physical Review Letters waarin hij beweert dat nieuwe metingen met betrekking tot de neutronenhuid van een loodkern ertoe kunnen leiden dat wetenschappers theorieën over de totale grootte van neutronensterren moeten heroverwegen.

Samengevat, neutronensterren zijn mogelijk groter dan wetenschappers voorheen voorspelden.

Volgens Jorge Piekarewicz, hoogleraar natuurkunde, is de afmeting van die huid en hoe die zich verder uitstrekt iets dat correleert met de grootte van een neutronenster.

Piekarewicz en zijn collega’s hebben berekend dat een nieuwe meting van de dikte van de neutronenhuid van lood een straal tussen 13,25 en 14,25 kilometer impliceert voor een gemiddelde neutronenster. Op basis van eerdere experimenten met de neutronenhuid, schatten andere theorieën de gemiddelde grootte van neutronensterren op ongeveer 10 tot 12 kilometer.

Een atoomkern bestaat uit neutronen en protonen. Als er in de kern meer neutronen voorkomen dan protonen dan vormen de extra neutronen een laag rond het centrum van de kern. Die laag van zuivere neutronen wordt de huid genoemd.

Het is de dikte van die huid die zowel experimentele als theoretische natuurkundigen heeft geboeid want het kan licht werpen op de totale grootte en structuur van een neutronenster. En hoewel het experiment op lood werd uitgevoerd is de fysica van toepassing op neutronensterren, objecten die een triljoen keer groter zijn dan een atoomkern.

Piekarewicz gebruikte de resultaten van het PREX-team om de nieuwe algemene metingen van neutronensterren te berekenen.

Er is, volgens Piekarewicz, geen experiment dat we in een laboratorium kunnen uitvoeren dat de structuur van de neutronenster kan onderzoeken. Een neutronenster is zo’n exotisch object dat we het niet in het laboratorium hebben kunnen nabootsen. Dus alles wat in het laboratorium kan worden gedaan om ons te informeren over de eigenschappen van een neutronenster, is erg nuttig.

De nieuwe resultaten van het PREX-team waren groter dan eerdere experimenten, wat natuurlijk van invloed is op de algemene theorie en berekeningen met betrekking tot neutronensterren. Piekarewicz zei dat er nog meer werk aan het onderwerp moet worden gedaan en dat nieuwe technologische vooruitgang voortdurend bijdraagt aan het begrip van wetenschappers van het heelal.

“Het verlegt de grenzen van kennis”, zei hij. “We willen allemaal weten waar we vandaan komen, waaruit het heelal is gemaakt en wat het uiteindelijke lot van het heelal is.”

Artikel: Implications of PREX-2 on the Equation of State of Neutron-Rich Matter

 

Eerste publicatie: 17 mei 2021
Bron: spacedaily en anderen