Neutronensterren, bizarre hemelobjecten

Zoals de naam al zegt bestaat een neutronenster uit neutronen. Een neutronenster is een overblijfsel van een supernova explosie. Het is een bol met een diameter tussen de 10 tot 20 kilometer maar met een massa groter dan die van de zon. Een theelepeltje neutronenster weegt een miljard ton! Ze kunnen een rotatiesnelheid bereiken van maximaal 760 omwentelingen per seconde! Je zou kunnen zeggen dat een neutronenster een gigantische atoomkern is zonder protonen.

Hoofdstukken

• Eigenschappen van een neutronenster
• Hoe ontstaat een neutronenster?
• Neuronensterren en pulsars
• Ontdekking

.

Eigenschappen van een neutronenster

Een neutronenster is (voor astronomische begrippen) erg klein maar heeft een ongelofelijk grote massa. Ze bestaan uit neutronen, op elkaar geperst tot een bal met een diameter tussen de 10 en 20 kilometer. Ze zijn in diameter niet veel groter dan een asteroïde of een flinke stad. Ook de dichtheid van een neutronenster is enorm, tussen de 10^17 kg/m³ en 10^18 kg/m³. In vergelijking, de aarde heeft een dichtheid van 5515 kg/m³. Vanwege deze extreem grote dichtheid heeft een neutronenster ook een gigantische zwaartekracht. Zou het mogelijk zijn voor een persoon van 70 kg, om op een neutronenster te staan, dan zou hij/zij daar ongeveer 10 miljoen kg wegen. Maar vanwege deze gigantische zwaartekracht zou hij/zij volledig platgedrukt worden tegen het oppervlak tot de dikte van een velletje papier. Een andere eigenschap van een neutronenster is zijn extreem hoge rotatiesnelheid. Een neutronenster kan een rotatiesnelheid bereiken van honderden malen per seconde tot een maximum van 760 maal per seconde. De laatste eigenschap van dit hemelobject is dat zij over een extreem krachtig magnetisch veld beschikken. Vooral nieuwe neutronensterren hebben een extreem sterk magnetisch veld. De magnetische veldlijnen van de moederster worden tijdens de implosie van de sterkern samengetrokken en worden op deze manier versterkt. Het magnetische veld en ook de rotatiesnelheid van de neutronenster neemt in de loop van zijn leven langzaam af.

Hoe ontstaat een neutronenster?

Een neutronenster is een overblijfsel van een supernova-explosie. Er zijn twee typen supernova: supernova type I en type II. Supernova type I explodeert volledig en astronomen zijn het erover eens dat hierbij geen restant achterblijft, behalve een uitdijende gaswolk (nevel). Een neutronenster is dus een overblijfsel van een supernova type II. Een supernova type II is het einde van de levenscyclus van een zware ster. Sterren met een massa van 8 tot 30 maal als die van de zon (1 zonsmassa =1,989x10^30kg) eindigen in een supernova type II. Als een zware ster aan het eind van zijn leven is gekomen stopt de kernfusie in de kern. De ster stort in elkaar doordat er geen naar buiten toe gerichte kracht meer is welk tegendruk geeft aan de zwaartekracht. Tijdens een supernova-explosie implodeert de sterkern. Hier komt enorm veel energie bij vrij die de buitenste lagen van de ster wegblaast. Heeft de sterkern een restmassa van 1,4 tot 3 maal die van de zon dan blijft er een neutronenster over. Tijdens de implosie worden de elektronen en protonen zo in elkaar geperst dat deze samensmelten tot neutronen(proton + elektron → neutron). Aangezien neutronen geen elektrische lading hebben stoten ze elkaar niet af en kunnen zodoende heel dicht op elkaar zitten. Een neutronenster heeft een vaste korst van ongeveer 1,5 km dikte. Van binnen bestaat het uit vloeibare neutronen.

Neuronensterren en pulsars

Vanwege de combinatie van extreem hoge rotatiesnelheid en een sterk magnetisch veld zijn (onder bepaalde omstandigheden) neutronensterren te detecteren vanaf de aarde. Het snel roterende magnetische veld veroorzaakt een elektrisch veld. Dit elektrische veld versnelt de geladen elektronen en protonen aan de magnetische polen. Dit veroorzaakt twee elektromagnetische 'jets' aan de polen. Schijnen de jets tijdens de rotatie in de richting van de aarde dan is dit te detecteren en dit worden pulsars genoemd. Deze jets zijn met een radiotelescoop te detecteren. Alle pulsars zijn neutronensterren maar niet alle neutronensterren zijn pulsars. In de loop van miljoenen jaren neemt de sterkte van het magnetische veld af evenals de rotatiesnelheid. Hierdoor zijn oudere neutronensterren niet meer 'zichtbaar' vanaf de aarde.

Ontdekking

Dat er uit een supernova explosie een object zou kunnen ontstaan dat bestaat uit neutronen, werd in 1934 al bedacht door Walter Baade en Fritz Zwicky. Het zou tot 1967 duren voordat de eerste neutronenster werd ontdekt door Jocelyn Bell Burnell. In de data van de radiotelescoop ontdekte zij een astronomisch object welk een pulserend signaal uitzond. Dit signaal duurde 0,01 seconde en kwam na elke 1,34 seconde terug en zo accuraat dat je de klok er gelijk op kon zetten. In de eerste instantie wisten ze niet waar ze naar keken en kreeg het object de naam 'Little green men'.

Lees verder

• Is kernenergie wel Co2 vrij?
• Wanneer zijn er geen oceanen meer?
• Bewoonbare zone om een ster
• De eerste minuten van de Big Bang
• Zijn de fundamenten van de Big Bang theorie stevig?