OP DIT PERSBERICHT RUST EEN EMBARGO TOT 27 OKT 2010, 19.00 UUR P E R S B E R I C H T Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) Astronomen ontdekken zwaarste neutronenster ooit
Astronomen hebben de tot nu toe zwaarste neutronenster gevonden. Het
team, met onder anderen de Nederlandse astronoom Jason Hessels (ASTRON/UvA),
gebruikte voor hun waarnemingen de Amerikaanse Green Bank Telescope in West
Virginia. Het onderzoek zet verschillende theorieën binnen de natuur- en
sterrenkunde op hun kop. Het resultaat wordt 28 oktober in Nature gepubliceerd.
Neutronenster PSR J1614-2230 is bijna twee keer zo zwaar als onze zon. “Dit is verrassend”, zegt eerste auteur Paul Demorest van het Amerikaanse
National Radio Astronomy Observatory (NRAO), “want veel theoretische modellen
voor de interne samenstelling van zulke sterren hadden zo'n grote massa niet
voorspeld.” "Ook heeft deze
meting gevolgen voor ons begrip van super-compacte materie en van veel aspecten
van de nucleaire fysica”, voegt hij eraan toe.
Een neutronenster is de ineengestorte kern van een zware ster, die
overblijft als de ster aan het eind van zijn leven explodeert als supernova. De
massa is samengeperst in een bol met een diameter van slechts ongeveer 20
kilometer, waardoor de protonen en elektronen zijn samengesmolten tot
neutronen. Een neutronenster kan zelfs compacter zijn dan een atoomkern en een
theelepel neutronenster-materie weegt meer dan 500 miljoen ton. Door de enorme
dichtheid van de materie zijn neutronensterren natuurlijke laboratoria om de
meest extreme eigenschappen van materie te kunnen bestuderen.
Om de massa van neutronenster PSR J1614-2230 en zijn begeleidende
witte dwerg te kunnen meten, hebben de astronomen gebruik gemaakt van een
effect dat wordt verklaard door de Algemene Relativiteitstheorie van Albert
Einstein. Deze neutronenster is eigenlijk een pulsar, die regelmatig
radio-flitsen uitzendt, vergelijkbaar met de lichtflitsen van een roterende
vuurtoren. PSR J1614-2230 draait 317 keer per seconde om zijn rotatie-as en
beschrijft elke negen dagen een baan rond zijn begeleider. Dit
dubbelstersysteem staat ongeveer 3.000 lichtjaar bij ons vandaan, met een
baanoriëntatie die zeer geschikt is om de massa van de twee sterren precies te
kunnen meten.
Als de witte dwerg voor de pulsar staat, moeten de radiogolven van
de pulsar vlak langs die ster heen. Doordat de witte dwerg een sterk zwaartekrachtsveld heeft, worden de pulsen vertraagd. Dit effect heet ‘Shapiro Delay’ en is
gebruikt voor de precieze massabepaling van de twee sterren.
"Wij hebben echt mazzel gehad”, zegt co-auteur Hessels. “We hebben het signaal
van de snelroterende pulsar bijna perfect kunnen volgen. En doordat ook de
witte dwerg vrij zwaar is, zagen we een zeer duidelijke, goed te meten Shapiro
Delay. We hebben daarbij ook geprofiteerd van een nieuw pulsar-instrument op de
Green Bank telescoop.”
Vooraf hadden de astronomen de massa van de pulsar geschat op 1,4
zonsmassa's. Ze waren dus verbaasd
dat hij eigenlijk bijna twee keer zo zwaar is als de zon (1,97
zonsmassa’s). Zoveel extra massa
heeft een grote invloed op het begrip van de samenstelling van zo'n ster: sommige
theoretische modellen voorspellen exotische deeltjes zoals hyperonen of kaonen
binnen een neutronenster. “Maar die theorieën kloppen niet met onze metingen”,
zegt co-auteur Scott Ransom (NRAO).
Parallel aan de Nature-publicatie komt er een tweede artikel uit
over de theoretische betekenis van de resultaten. Dit verschijnt in
Astrophysical Journal Letters. Volgens Feryal Özel (University of Arizona),
hoofdauteur van het tweede artikel, impliceren de metingen dat als er
quark-deeltjes voorkomen in de kern van een neutronenster, deze niet ‘vrij’
kunnen zijn. “Die quarks moeten
vrijwel hetzelfde gedrag vertonen als quarks binnen een normale atoomkern”,
aldus Özel.
Er blijven nog enkele andere theorieën over om de interne
samenstelling van neutronensterren te verklaren, maar de nieuwe resultaten leggen die
wel een aantal beperkingen op; zo moet de zonsmassa van 1,97 kunnen worden
verklaard. Hessels is opgetogen over het feit “dat maar één getal, de massa van
deze pulsar, ons zoveel kan leren over diverse aspecten van de natuur- en sterrenkunde”.
E I N D E P E R S B E R I C H T --------------------------------------------------------------------------------------------------- Meer informatie: Dr. Jason W.T. Hessels, ASTRON/Universiteit van Amsterdam Tel: +31 (0)610260062 E-mail:
hessels@xxxxxxxxx
Beeld: Artistieke
impressie van PSR J1614-2230. Pulsen van de neutronenster worden vertraagd als
ze de witte dwerg op de voorgrond passeren. Door dit effect konden astronomen
de massa van dit dubbelstersysteem bepalen. Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
--------------------------------------------------------------------------------------------------- Met vriendelijke groet, Drs. Marieke Baan Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie NOVA Informatie Centrum Science Park 904 1098 XH Amsterdam T +31(0)20-5257480 F +31(0)20-5257484 M +31(0)6-14322627 |