Astronomen hebben de lichtste neutronenster ooit gevonden. Hij heeft slechts driekwart keer de massa van de zon en past daardoor niet in ons begrip van hoe neutronensterren ontstaan. Mogelijk bestaat hij uit samengeperste vreemde quarks.
Een neutronenster ontstaat nadat een ster zijn brandstof heeft verbruikt en onder zijn eigen zwaartekracht ineenstort. Daarbij wordt het grootste deel van de ster weggeblazen in een schokgolf, wat een supernova wordt genoemd. Een ultradichte kern blijft achter.
Bij dit proces is de minimale massa die achterblijft ongeveer 1,17 keer de massa van de zon. Astronomen vonden eerder al enkele neutronensterren die lichter lijken dan dat. Tot dusver dachten ze echter dat die exemplaren een koolstofatmosfeer hebben, waardoor ze er kleiner uitzien dan ze in werkelijkheid zijn.
‘Einstein liep als theoreticus vast op de nieuwe bevindingen’
Toen de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes iets geks ontdekte over supergeleiding, was dit onder veel fysici het gesprek van de dag. Maa ...
Nu hebben astrofysicus Victor Doroshenko van de Universiteit van Tübingen in Duitsland en zijn collega’s een van deze objecten – gevonden in supernovarestant HESS J1731-347 – opnieuw geanalyseerd met gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Zo schatten ze de afstand beter in dan voorheen. Die afstand is van invloed op hoe wij het lichtspectrum interpreteren.
Noordoostpolder
Het team ontdekte dat de omvang van de neutronenster het best te verklaren is wanneer die geen koolstofatmosfeer heeft. Dat betekent dat het object daadwerkelijk ongeveer 0,77 keer de massa van de zon heeft. Hij is 20 kilometer breed, vergelijkbaar met de Noordoostpolder.
De onderzoekers konden de afstand van de neutronenster tot de aarde meten omdat hij een schil van stof heeft die verlicht werd door een nabijgelegen ster die Gaia in kaart had gebracht. Met behulp van deze nauwkeurige afstand en eerdere röntgengegevens berekende de groep verschillende schattingen voor de massa en de straal van de neutronenster.
‘Als we kijken naar de massa’s van neutronensterren, liggen ze allemaal rond de 1,4 zonsmassa’s’, zegt Doroshenko. Om te begrijpen waarom dit object zoveel lichter is, is een nieuwe theorie nodig over hoe ze ontstaan.
Vreemde quarks
Een andere verklaring voor de lage massa zou kunnen zijn dat de neutronenster bestaat uit elementaire deeltjes die bekendstaan als vreemde quarks. Dat zijn quarks die zich in een sterk samengedrukte toestand bevinden. Ook kan het object bestaan uit een mengsel van neutronen en quarks. Maar er zijn meer gegevens nodig om te begrijpen waaruit hij is opgebouwd, zegt Doroshenko.
’Het raadsel is: hoe is deze neutronenster van 0,7 zonsmassa’s aan zijn leven begonnen en waar kwam hij vandaan? Hij is veel kleiner dan wat we normaal gesproken zouden verwachten’, zegt astrofysicus Fabian Gittins van de Universiteit van Southampton in Engeland.
