Astronomen vinden een extreem zware neutronenster

Artist impressie neutronenster
Artist impressie van de pulse van een neutronenster die door een witte dwerg wordt afgebogen. Credit: BSaxton, NRAO/AUI/NSF

Astronomen hebben vermoedelijk de zwaarste neutronenster ooit gevonden. Neutronensterren behoren tot de vreemdste objecten in het heelal. Ze hebben een ontzettend hoge dichtheid: met een doorsnede van enkele kilometers kunnen ze zwaarder zijn dan de Zon. Metingen hebben aangetoond dat de neutronenster MSP J0740+6620 de eerste is met een massa van minstens tweemaal de Zon en dat is nagenoeg de maximale massa die dergelijke objecten vermoedelijk kunnen hebben.

“Het vinden van steeds massievere neutronensterren is belangrijk omdat het astronomen helpt de bij de beschrijving hoe materie in het binnenste van dergelijke sterren werkt.

Het berekenen van de massa van neutronensterren is ook belangrijk bij het begrijpen hoe dergelijke vreemde objecten eigenlijk kunnen bestaan. Ofschoon astronomen de massa van een neutronenster in het algemeen rond de 1,4 zonsmassa schatten wijzen recentere metingen uit dat er ook veel zwaardere exemplaren bestaan.

Een internationaal samenwerkingsverband van wetenschappers, NANOGrav genaamd, heeft met behulp van de Green bank en Arecibo telescopen de afgelopen 12 jaar tientallen neutronensterren bestudeerd. Ze doen dit als deel van de jacht op laagfrequente zwaartekrachtsgolven, rimpelingen en de ruimtetijd zoal die recent door LIGO zijn ontdekt maar dan met meer tijd tussen de golven. Ze zijn in het bijzonder geïnteresseerd in pulserende neutronensterren, pulsars en MSP J0740+6620 is zo’n pulsar.

Met behulp van de Green Bank radiotelescoop werden gedetailleerde waarnemingen verricht aan MSP J0470-6620 waarbij de massa werd bepaald middels een methode die relativistisch Shapiro verval wordt genoemd (vertraging door de zwaartekracht).  De pulsar vormt een dubbelstersysteem met een witte dwerg. De twee objecten draaien om een gemeenschappelijk zwaartepunt en, gezien vanaf de Aarde, passeren ze elkaar voorlangs. Als de witte dwerg voorlangs de pulsar beweegt zorgt dit de zwaartekracht voor een kleine vertraging in de pulsatie van de pulsar. Dit komt omdat het licht een beetje verder moet reizen omdat de zwaartekracht van de witte dwerg de ruimte vervormd. Onderzoekers gebruiken deze methode om de massa van de witte dwerg te bepalen en daarmee ook de massa van de pulsar. Deze pulsar heeft volgen de berekeningen een massa van 2,14 zonsmassa en dat is duidelijk meer dan tweemaal de massa van de Zon, als dus het artikel dat in Nature Astronomy is gepubliceerd.

Dergelijke systemen worden maar sporadisch gevonden. Dat heeft te maken met het feit dat ze gezien vanaf de Aarde onder de juiste hoek zichtbaar moeten zijn. Maar als ze worden gevonden dan kunnen ze heel betrouwbaar gebruikt worden voor het bepalen van de massa van een neutronenster. Andere technieken hebben dan wel zwaardere neutronensterren gemeten maar die technieken leveren wel veel minder precieze resultaten.

De pulsar heeft een zo grote massa dat die zich misschien wel aan de bovengrens bevindt van hoe zwaar een neutronenster kan zijn. Een beetje zwaarder en de neutronenster kan ineenstorten tot een zwart gat.

Astronomen willen graag meer gegevens van dit object hebben. Zo zouden er met een grotere frequentie waarnemingen gedaan kunnen worden met de CHIME telescoop in Canada en metingen van de diameter van het object met de röntgentelescoop NICER die zich in de ruimte bevindt. Deze waarnemingen kunnen natuurkundigen helpen om hun kennis over deze bizarre objecten te vergroten.

Eerste publicatie: 19 september 2019
Bron: diverse persberichten

 

 




%d bloggers liken dit: