Gepubliceerd op 15 september 2011
Neutronenster blaast modellen voor röntgenflitsen op
Gepubliceerd op 15 september 2011
Artistieke impressie van een kernexplosie op een neutronenster
Sterrenkundigen van de Universiteit van Amsterdam, waaronder Yuri
Cavecchi en Anna Watts, hebben een neutronenster waargenomen die spot
met de gangbare modellen voor röntgenflitsen op dit soort extreme
objecten. In het geval van de neutronenster in de röntgendubbelster IGR
J17480-2446 blijkt het magneetveld van de ster ervoor te zorgen dat
sommige delen veel helderder worden in het röntgen dan andere delen. De
resultaten van het onderzoek van Yuri Cavecchi et al. (2011) worden
gepubliceerd in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters.
Het gaat om de röntgendubbelster IGR J17480-2446 (hierna J17480) in de
bolvormige sterrenhoop Terzan 5. In röntgendubbelsterren draaien een
neutronenster en een begeleidende ster om elkaar heen. Neutronensterren
zijn 1,5 keer zo zwaar als de zon, maar hebben een middellijn van
hooguit 25 km. Ze hebben een sterk zwaartekrachtsveld dat gas van de
begeleidende ster aantrekt. Dit gas kan opbouwen op het oppervlak van
de neutronenster en exploderen in een snelle, hoogenergetische
kernexplosie die Type 1 röntgenflits wordt genoemd. Meestal explodeert
het hele oppervlak van de ster gelijkmatig. Echter, in ongeveer 10
procent van de gevallen worden sommige delen van de ster veel helderder
dan andere. Waardoor dit gebeurt, is niet begrepen.
Oude modellen onderuit gehaald
De afgelopen jaren is een aantal theoretische modellen ontwikkeld om
dit verschijnsel te verklaren. Volgens de ene verklaring vertraagt de
snelle rotatie van de ster het vlamfront, op dezelfde wijze als de
draaiing van de aarde bijdraagt aan de vorming van orkanen (het
Corioliseffect). Een ander idee is dat de explosie grote golven
veroorzaakt in het oppervlak van de ster. De `oceaan' aan de ene kant
van de ster koelt af en verliest helderheid, terwijl de andere kant
warmer en helderder blijft.
De onderzochte neutronenster J17480 blaast beide modellen op. Net als
andere sterren vertoont J17480 ongebruikelijk heldere vlekken op het
oppervlak tijdens kernexplosies, maar hij roteert veel langzamer dan
andere sterren die dit gedrag vertonen - slechts 10 keer per seconde
(de op een na langzaamste draait 245 keer per seconde om zijn eigen
as). Bij deze snelheid is het Corioliseffect niet krachtig genoeg om
het vlamfront te beperken, waardoor thermonucleaire `orkanen' niet
kunnen ontstaan. Ook het idee van grootschalige golfwerking biedt geen
oplossing.
De astronomen verklaren de ongelijkmatige verbranding op J17480 nu uit
de rol die het magneetveld van de ster speelt. Zodra de kernexplosie
ontsteekt, zet het brandende gas uit. Het beweegt naar boven en naar
buiten en schudt daarmee het magneetveld op, dat als een elastieken
band voorkomt dat de vuur-bel zich verder verspreidt. 'Er is
theoretisch vervolgonderzoek nodig om dit te bevestigen, maar in het
geval van J17480 is het een uiterst plausibele verklaring voor onze
observaties', zegt eerste auteur Yuri Cavecchi.
Co-auteur Anna Watts benadrukt dat het nieuwe model niet de
ongelijkmatige verbranding in alle sterren verklaart. 'Het lijkt alleen
op te gaan voor deze en misschien nog een aantal andere sterren waarvan
het magnetische veld sterk genoeg is om het vlamfront op deze manier te
beïnvloeden. Voor andere sterren met dit afwijkende gedrag kunnen de
andere modellen nog steeds van toepassing zijn.'
Universiteit van Amsterdam