In 2017 werden voor het eerst twee neutronensterren gemeten die samensmolten tot een zwart gat. Bij die gebeurtenis kwam een overschot aan röntgenstraling vrij. Astronomen hebben daar nu twee verklaringen voor bedacht.
De observatie van de twee samensmeltende neutronensterren in 2017 was de vijfde detectie ooit van zwaartekrachtgolven. Het was een hoogtepunt in de astrofysica. Niet alleen werden voor het eerst de zwaartekrachtgolven van botsende neutronensterren gemeten, ook maten telescopen tegelijkertijd het licht dat afkomstig was van dezelfde gebeurtenis. Dit leverde een schat aan informatie op, onder meer over het ontstaan van goud.
Nagloeiende neutronensterren
Met de ruimtetelescoop Chandra X-ray observatory bleven astronomen het gebied ook na 2017 in de gaten houden. Zo detecteerden ze röntgen- en radiostraling uit het gebied. In de jaren na het samensmelten zagen de astronomen een overschot aan röntgenstraling. Voor die röntgen-nagloed presenteren ze nu twee verklaringen.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Eén mogelijkheid is dat het samengesmolten object kortstondig – waarschijnlijk slechts een seconde – wachtte voordat het tot een zwart gat ineenstortte. De reden daarvoor zou de snelle rotatie van het samengesmolten object zijn, die de ineenstorting door de zwaartekracht tegenwerkte. De nagloed ontstond in dat geval doordat omringend materiaal op het oppervlak van de samengesmolten neutronensterren botste. Het teruggeketste materiaal scheerde vervolgens door het omringende gas en stof dat daardoor opwarmde en begon te gloeien. Bij dat gloeien zendt het materiaal onder meer röntgenstraling uit.
Een andere verklaring is dat de straling het gevolg is van omringend materiaal dat in het zwarte gat verdwijnt. Dit kan direct na het ontstaan van het zwarte gat gebeurd zijn. Het gas en stof draait hierbij in een schijf rond het zwarte gat en valt er geleidelijk in. Terwijl het materiaal naar het zwarte gat getrokken wordt, warmt het ook op, waardoor de schijf gloeit.
Voorkeur voor vertraagde instorting
Een van de auteurs van het artikel, astrofysicus Raffaella Margutti van de University of California, spreekt in een persbericht haar voorkeur uit voor de verklaring met de vertraagde instorting. ‘Als de samengesmolten neutronensterren rechtstreeks zouden instorten tot een zwart gat zonder tussenstadium, zou het heel moeilijk zijn om dit overschot aan röntgenstraling dat we nu zien te verklaren. Er zou dan geen hard oppervlak zijn waar dingen met voldoende hoge snelheden vanaf kunnen ketsen om de nagloed te creëren.’
Sterrenkundige Gijs Nelemans,van de Radboud Universiteit, niet betrokken bij het onderzoek, heeft geen voorkeur voor een van de twee verklaringen. ‘Het is een heel gedetailleerd en zorgvuldig artikel’, mailt hij. ‘Al zijn veel van de conclusies erg afhankelijk van de modellen waarmee ze vergelijken, dus gaat het om de vraag of die modellen correct en compleet zijn.’
Ook wijst Nelemans op een derde verklaring. Het samensmelten produceerde een smalle straal van materiaal (een jet) die, bij een botsing met het omringende materiaal, een stroom van röntgenstraling uitzond. ‘Het is mogelijk dat het model voor die jet, dat de overige röntgen- en radiostraling verklaart, toch ingewikkelder is dan de auteurs aannemen en dus tot een minder snel afnemen van de röntgenstraling leidt’, zegt Nelemans. ‘Wat heel fijn is, is dat de verschillende modellen andere gevolgen zullen hebben voor de ontwikkeling van de straling die we uit het gebied detecteren. Dus door gewoon door te gaan met meten zullen we meer te weten komen.’
