Astronomen hebben onlangs het geluk gehad een fantastische botsing van twee neutronensterren te observeren. Wat er daarna gebeurde, staat de wetenschap echter nog steeds in de war.
In augustus van dit jaar keken astronomen toe hoe twee neutronensterren met elkaar versmolten en zwaartekrachtgolven en een enorme explosie produceerden. Toen begrepen wetenschappers niet volledig wat er als gevolg daarvan werd gevormd: een kolossale neutronenster, een zwart gat of iets anders.
Yun-Wei Yu van Central China Normal University en Zi-Gao Dai van Nanjing University in China simuleerden deze explosie (de zogenaamde kilonowa), die in werkelijkheid enkele weken tot enkele maanden kan duren. Volgens hun berekeningen zou één, maar zeer grote neutronenster op de plaats van de botsing moeten blijven.
Botsing van neutronensterren: hoe het gebeurt
Er zijn drie belangrijke theorieën over wat er zou kunnen gebeuren bij een botsing als deze. In het eerste geval wordt een zwart gat gevormd; in de tweede wordt een neutronenster verkregen, die slechts enkele milliseconden leeft, waarna hij ofwel in een zwart gat verandert, ofwel in de derde optie - een stabiele neutronenster. Als in dit geval alles volgens het derde scenario verliep, hadden astronomen het geluk de grootste neutronenster ooit ontdekt te hebben.
De zwaartekrachtgolven die wetenschappers met LIGO hebben waargenomen, zullen de situatie niet kunnen verduidelijken. Hier komt kilonova echter wetenschappers te hulp.
Omdat neutronensterren aanvankelijk in een spiraal draaien, kunnen ze versnellen tot ongeveer 1/3 van de lichtsnelheid, legt Edo Berger van Harvard University uit. Wanneer twee van dergelijke sterren botsen en één worden, behoudt het object dit momentum en roteert het als gevolg daarvan ongelooflijk snel. Daarbij zendt een enorme ster energie uit, die het proces verder versnelt of juist vertraagt. Als een neutronenster vertraagt tot een drempelwaarde, zal hij onvermijdelijk een spontaan proces starten om in een zwart gat te veranderen. De exacte massa waarbij de ineenstorting van een hemellichaam plaatsvindt, is nog onbekend - het is alleen duidelijk dat de ster kolossaal moet zijn.
Promotie video:
Standpunt van de aarde
Astronomen kunnen dus alleen de kilonova waarnemen. Een toename van het niveau van uitgestraalde energie betekent dat de twee sterren met succes zijn samengevoegd tot één. “Voor een neutronenster is een kilonova een straling van energie in verschillende richtingen, terwijl het voor een zwart gat slechts een krachtige eenrichtingspuls is, een soort 'straalstroom die een merkbare gammastraaluitbarsting veroorzaakt', zegt Berger.
Nu verschillen de meningen van wetenschappers. Yu en Dai zijn ervan overtuigd dat hun wiskundige model correct is en dat als resultaat een enorme neutronenster is gevormd. Berger wijst op zijn beurt op een krachtige gammastraalpuls en is ervan overtuigd dat de botsing heeft geleid tot het ontstaan van een nieuw zwart gat. Bovendien merkt hij op dat de energiegolf in het model van de Chinese wetenschappers de explosie zelf, die astronomen met telescopen hebben waargenomen, verkleint.
De situatie zou in de komende weken moeten worden opgelost. Als voorheen alle theorieën op hypothesen waren gebaseerd, hoeven onderzoekers nu alleen de feitelijke gegevens te ontcijferen en uiteindelijk uit te zoeken wat er is gebeurd als gevolg van zo'n fenomenale catastrofe.
Vasily Makarov
