SRON Netherlands Institute for Space Research
____________
Compact cool star appears to be surprisingly explosive
28 Nov 2008
Kleine koele ster blijkt onverwacht explosief
Een kosmische superexplosie op een extreem compacte, maar relatief
koele ster stelt astronomen voor raadsels. De volgens de theorie
aanwezige warmte in de ster zou nooit toereikend kunnen zijn om de
waargenomen explosie te veroorzaken. Daar moet dus meer aan de hand
zijn, denkt sterrenkundige bij SRON, Laurens Keek, die hier op 1
december op promoveert aan de Universiteit Utrecht.
Neutronenster vlak voordat hij tot uitbarsting komt. (artist
impression: NASA)
Neutronenster vlak voordat hij tot uitbarsting komt. (artist
impression: NASA)
Op 5 mei 2005 registreerden de sensoren op de NASA-satelliet Rossi
X-ray Timing Explorer (RXTE) een bijzonder grote explosie op de ster
4U 1606-522. Geen normale ster zou zo'n explosie overleven. RXTE keek
dan ook niet naar een normale ster, maar naar een neutronenster, een
ster met een massa van ongeveer anderhalf keer die van de zon en een
straal ter grootte van de stad Utrecht. Neutronensterren, sterren die
zo compact zijn dat een theelepeltje ervan al tonnen zou wegen, zijn
overblijfsels van zware sterren die op het eind van hun leven als een
supernova uiteengespat zijn. In het binnenste van neutronensterren
speelt zich extreme natuurkunde af die nog niemand begrijpt.
Waarschijnlijk is de druk zo hoog dat het nog maar de vraag is of
neutronen, bestanddelen van atomen, nog kunnen bestaan. `Dat is
nergens na te bootsen op aarde, zelfs niet in CERN', vertelt Laurens
Keek.
Een neutronenster zuigt zijn begeleider letterlijk leeg. (artist
impression: NASA)
Een neutronenster zuigt zijn begeleider letterlijk leeg. (artist
impression: NASA)
Maar om de binnenkant ging het Laurens Keek niet. Hij was meer
geïnteresseerd in wat zich aan de buitenkant van de neutronenster
afspeelt, en dan vooral bij neutronensterren die een tot mislukken
gedoemd huwelijk hebben gesloten met een begeleidende normale ster.
`Neutronensterren met een begeleider hebben een opvliegend karakter',
zegt de promovendus. `Dat komt doordat de neutronenster zijn
begeleider letterlijk leegzuigt.' Door de enorme aantrekkingskracht
verplaatst zich voortdurend materie van de begeleidende ster naar de
neutronenster. De materie, gas dat zo heet wordt dat het
röntgenstraling uitzendt, verzamelt zich op het oppervlak van de
neutronenster. Als het gas een laagje van een paar meter heeft gevormd
is de druk zo hoog dat zich spontaan een kernexplosie voordoet die
instrumenten aan boord van satellieten kunnen zien als een flits van
röntgenstraling. Er zijn nu tientallen neutronensterren bekend, die
röntgenflitsen uitzenden met regelmatige tussenposen van uren tot
dagen.
Kernexplosie
De flits van 5 mei 2005 was geen gewone röntgenflits, maar een veel
zeldzamere superflits. `Superflitsen zijn duizend keer zo sterk en
duren duizend keer zo lang als gewone flitsen', zegt Keek. En ze komen
van diep. Op honderd meter diepte in de ster ontstaat een laag
koolstof als product van de kernreactie van de gewone röntgenflitsen.
Komt die laag onder voldoende grote druk te staan en is de temperatuur
hoog genoeg, dan brandt al het koolstof in een keer op in een
gigantische kernexplosie.
Röntgentelescoop XMM-Newton, waarvoor SRON een gevoelige spectrometer
bouwde. (artist impression: ESA)
Röntgentelescoop XMM-Newton, waarvoor SRON een gevoelige spectrometer
bouwde. (artist impression: ESA)
Juist met die temperatuur was iets vreemds aan de hand in het geval
van de flits van 5 mei 2005. Laurens Keek: `Normaal zien we dat de
ster gedurende meer dan tien jaar voorafgaand aan een superflits
opgewarmd wordt door het aanzuigen van hete materie van de
begeleidende ster. Maar bij de flits van 5 mei 2005 begon dat opwarmen
pas 55 dagen voor de superflits. Blijkbaar gebeurt er nog iets in de
ster dat hem opwarmt tot de explosieve temperatuur.'
Het liefst zou Keek zo'n superflits bekijken met een röntgentelescoop
die het licht van de flits in detail kan analyseren, zoals de
ruimtetelescoop XMM-Newton van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA.
SRON bouwde een van de precisie-instrumenten op XMM-Newton, de RGS.
`Maar wanneer en waar zo'n superflits afgaat, dat weet je nooit
zeker', zegt Keek. Dat blijft dus een kwestie van geduld en geluk.
* Bekijk hier een animatie van NASA van een exploderende
neutronenster.