Astronomen ontdekken zwaarst mogelijke neutronenster (Astronieuws)

Astronomen hebben vastgesteld dat J0740+6620, een zeer snel roterende pulsar, 2,17 keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee is dit de zwaarste neutronenster die we kennen (Nature Astronomy, 16 september). Neutronensterren – de samengeperste overblijfselen van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan – zijn de meest compacte ‘normale’ objecten in het heelal. Eén suikerklontje neutronenstermaterie zou hier op aarde 100 miljoen ton wegen. Hoewel astronomen deze objecten al meer dan een halve eeuw onderzoeken, valt er nog veel aan te ontdekken. Zo is het de vraag of de dicht opeengepakte neutronen in zo’n ‘ster’ zich als een wrijvingsloos ‘superfluïdum’ gedragen of uiteenvallen tot een ‘soep’ van exotische subatomaire deeltjes. Ook onduidelijk is hoe zwaar een neutronenster mag zijn voordat hij onder zijn eigen gewicht ineenstort tot een zwart gat. Dat laatste impliceert dat er een bovengrens bestaat voor de massa van een neutronenster. Maar waar ligt die grens precies? Om die vraag te kunnen beantwoorden, moeten astronomen de massa’s van neutronensterren bepalen. En dat gaat het makkelijkst bij dubbelsterren die bestaan uit een pulsar en een witte dwerg, die om hun gezamenlijke zwaartepunt draaien. Een pulsar is niets anders dan een ronddraaiende neutronenster die vanaf de aarde gezien regelmatige pulsen radiostraling uitzendt. Op de momenten dat de pulsar achter zijn witte dwerg langs trekt, resulteert dat in een subtiele verandering in de aankomsttijd van zijn radiopulsen – de zogeheten Shapiro-vertraging. Deze ontstaat doordat de ruimte rond de witte dwerg enigszins gekromd is. Uit de grootte van de vertraging kunnen astronomen afleiden hoeveel massa de witte dwerg geeft. En daaruit kan dan weer de massa van de pulsar worden berekend. De gevonden waarde van 2,17 zonsmassa (bij een middellijn van slechts 30 kilometer!) ligt dicht bij het theoretische maxi ...