Een van de meest extreme sterren in de Melkweg wordt nog enthousiaster.
Wetenschappers hebben de massa gemeten van een neutronenster genaamd PSR J0952-0607, en ontdekten dat dit de meest massieve neutronenster is die tot nu toe is ontdekt, met 2,35 keer de massa van de zon.
Als dit waar is, ligt dit zeer dicht bij de theoretische maximale massa Ongeveer 2,3 zonsmassa’s voor neutronensterrenvertegenwoordigt een uitstekend laboratorium voor het bestuderen van deze superdichte sterren in wat we denken dat ze op instorten staan, in de hoop de eigenaardige kwantumtoestand van de materie waaruit ze zijn gemaakt beter te begrijpen.
“We weten ongeveer hoe materie zich gedraagt bij nucleaire dichtheden, zoals in de kern van een uraniumatoom,” Astrofysicus Alex Filippenko zei: van de Universiteit van Californië, Berkeley.
“Een neutronenster is als één gigantische kern, maar als je anderhalve zonnemassa van die materie hebt, wat ongeveer 500.000 aardmassa’s van kernen is die allemaal aan elkaar vastklampen, is het helemaal niet duidelijk hoe ze zich zullen gedragen .”
Neutronensterren zijn de ingestorte kernen van massieve sterren die een massa hadden tussen 8 en 30 keer de massa van de zon, voordat de supernova explodeerde en het grootste deel van hun massa de ruimte in blies.
Deze kernen, die meestal ongeveer 1,5 keer de massa van de zon zijn, behoren tot de dichtste objecten in het universum. Het enige dat dichter is, is een Zwart gat.
De massa is verpakt in een bal van 20 kilometer (12 mijl) of zo breed; Bij deze dichtheid kunnen protonen en elektronen combineren om neutronen te vormen. Het enige dat deze bal van neutronen ervan weerhoudt in te storten in een zwart gat, is de kracht die nodig is om dezelfde kwantumtoestanden in te nemen, wat wordt beschreven als de degeneratiedruk.
In sommige opzichten betekent dit dat neutronensterren zich gedragen als massieve atoomkernen. Maar het is moeilijk te zeggen wat er op dit omslagpunt gebeurt, aangezien neutronen vreemde structuren vormen of veranderen in een wirwar van kleinere deeltjes.
PSR J0952-0607 was inderdaad een van de meest opwindende neutronensterren in de Melkweg. Het is wat bekend staat als een pulsar – een neutronenster die heel snel ronddraait, met stralen van straling die vrijkomen van de polen. Terwijl de ster draait, gaan deze polen door de waarnemer (ons) op de manier van een kosmisch baken, zodat de ster lijkt te pulseren.
Deze sterren kunnen waanzinnig snel zijn en draaien op millisecondenschalen. PSR J0952-0607 is de op één na snelste pulsar in de Melkweg en draait met een verbazingwekkende snelheid van 707 keer per seconde. (De snelste is maar iets sneller, met een omzet van 716 keer per seconde.)
Het is ook wat bekend staat als een “zwarte weduwe” pulsar. De ster bevindt zich in een nauwe baan met een dubbelster – zo dichtbij dat het enorme zwaartekrachtveld materiaal uit de begeleidende ster trekt. Dit materiaal vormt een accretieschijf die rond de neutronenster draait en zich voedt, zoals water dat door een afvoer stroomt. Het impulsmoment wordt overgedragen van de accretieschijf naar de ster, waardoor de rotatiesnelheid toeneemt.
Een team onder leiding van astrofysicus Roger Romani van Stanford University wilde beter begrijpen hoe PSR J0952-0607 in de tijdlijn van dit proces past. De dubbelster is klein van formaat, minder dan 10% van de massa van de zon. Het onderzoeksteam heeft het systeem en zijn baan zorgvuldig bestudeerd en die informatie gebruikt om een nieuwe en nauwkeurige meting van de pulsar te verkrijgen.
Hun berekeningen leverden een resultaat op van 2,35 keer de massa van de zon, wat overeenkomt met 0,17 zonsmassa’s. Ervan uitgaande dat de massa van een standaardneutronenster begint met ongeveer 1,4 keer de massa van de zon, betekent dit dat PSR J0952-0607 evenveel als de totale waarde van materie van de zon zou hebben opgezogen van zijn dubbelster. Dit is echt belangrijke informatie over neutronensterren, zegt het team.
“Dit biedt enkele van de sterkste beperkingen aan de eigenschap van materie, vaak de dichtheid die wordt gezien in atoomkernen. In feite zijn veel gangbare modellen van de fysica van dichte materie door dit resultaat uitgesloten.” Roemeens uitgelegd.
“De hoge maximale massa van neutronensterren geeft aan dat ze een mengsel zijn van kernen en quarks die op en neer smelten tot in de kern. Dit sluit veel van de voorgestelde quarks uit.” toestanden van materievooral die met een eigenaardige interne configuratie.
Het binaire bestand toont ook een mechanisme waarmee de isolatie plaatsvindt pulsars, zonder de binaire metgezellen, zouden ze spinsnelheden in milliseconden kunnen hebben. Metgezel J0952-0607 is bijna weg; Eenmaal volledig verslonden, zal de pulsar (als hij niet boven de bovengrens van de massa kantelt en verder in het zwarte gat instort) zijn waanzinnig hoge rotatiesnelheid enige tijd behouden.
En ze zou er alleen voor staan, net als alle andere eenzame milliseconde pulsars.
“Terwijl de begeleidende ster evolueert en begint te transformeren in een rode reus, sijpelt het materiaal in de neutronenster, en die draait om de neutronenster. Door te draaien, is hij nu ongelooflijk energiek en begint een wind van deeltjes te ontsnappen uit het neutron van de ster. Dan komt die wind in botsing met de ster. “De donorster begint materie te strippen, en na verloop van tijd neemt de massa van de donorster af tot de massa van een planeet, en als er meer tijd verstrijkt, verdwijnt deze volledig”, Filipenko zei.
“Dus dit is hoe pulsars van milliseconden zich kunnen vormen. Ze waren eerst niet alleen – ze moesten in een binair paar zijn – maar ze verdampten geleidelijk weg van hun metgezellen en zijn nu geïsoleerd.”
De zoekopdracht is gepubliceerd in Astrofysische journaalbrieven.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
