Gepubliceerd op 12 april 2011
UvA-sterrenkundigen nemen kijkje in binnenste van neutronenster
Gepubliceerd op 12 april 2011
Sterrenkundigen Nathalie Degenaar en Rudy Wijnands van de Universiteit
van Amsterdam (UvA) hebben de opwarming waargenomen van de
neutronenster in een röntgendubbelster die in oktober 2010 is ontdekt.
Zij konden op die manier een kijkje nemen in het binnenste van zo'n
extreem object. De onderzoekers beschrijven hun resultaten in twee
artikelen in het Britse wetenschappelijke tijdschrift 'Monthly Notices
of the Royal Astronomical Society' (MNRAS).
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. Een theelepel
neutronenstermaterie weegt meer dan 500 miljoen ton. Door de
onwaarschijnlijk hoge dichtheid zijn het interessante objecten om
materie in extreme omstandigheden te onderzoeken. De begeleider draagt
materie over aan de neutronenster, waarbij röntgenstraling vrijkomt.
Het opslokken van materie genereert energie (warmte) die in de
neutronenster wordt opgeslagen. Als de materieoverdracht stopt, zal de
neutronenster de warmte via zijn oppervlak uitstralen. Die
warmtestraling kan worden gemeten met gevoelige röntgensatellieten.
Opwarming door materieoverdracht
Degenaar en Wijnands doken vorig jaar, na de ontdekking van
röntgendubbelster IGR J17480-2446 in de bolvormige sterrenhoop Terzan
5, in de archieven van röntgensatelliet Chandra om de warmtestraling
van de nieuwe neutronenster te onderzoeken. Uit hun analyse bleek dat
de ster een relatief lage temperatuur had voordat de accretiefase
begon. Ze speculeerden dat deze temperatuur wellicht zou stijgen, zodra
de materieoverdracht van de begeleider naar de neutronenster zou zijn
gestopt. In januari 2011 bleek de röntgenhelderheid van IGR J17480-2446
veel lager te zijn geworden, wat een indicatie was dat de overdracht
was gestopt. Nieuwe Chandra-observaties (in februari 2011) toonden aan
dat de neutronenster vier keer zo helder (ongeveer 1,5 keer zo warm)
was als eerder op basis van de archiefdata was vastgesteld. De
conclusie van Degenaar en Wijnands is dat de neutronenster inderdaad is
opgewarmd door de materieoverdracht.
De astronomen verwachten dat de neutronenster nu gaat afkoelen tot zijn
basisniveau, en om dit precies te kunnen onderzoeken wordt begin mei
een nieuwe Chandra-meting uitgevoerd. Al eerder is dit soort onderzoek
gedaan voor een kleine groep röntgendubbelsterren die soms jaren- of
decennialang materie opslokken en daardoor sterk opwarmen. Wijnands
heeft hierin pionierend werk verricht. Maar nooit eerder is dit
onderzocht bij een `gewone' röntgendubbelster, zoals de nieuw ontdekte
bron, die slechts een paar weken heldere röntgenstraling uitzendt. Met
deze ontdekking kan onderzoek naar het opwarmen en afkoelen van
neutronensterren een nieuwe weg inslaan. Er zijn talloze modellen die
beschrijven hoe materie zich onder deze extreme omstandigheden
gedraagt. De sterrenkundigen kunnen nu zien hoe snel of langzaam de
ster afkoelt en op die manier een aantal modellen uitsluiten.
Universiteit van Amsterdam