Kromming van ruimtetijd bij 3 neutronensterren gezien

Met behulp van de Europese röntgensatelliet XMM-Newton samen met de Japans-Amerikaanse Suzaku röntgensatelliet hebben sterrenkundigen de kromming gezien van de ruimtetijd rondom drie neutronensterren. Precies volgens de voorspellingen van de relativiteitstheorie van Albert Einstein.

Die neutronensterren zijn bijzondere objecten, want ze hebben een zeer grote dichtheid. Een paar kopjes neutronenstermaterie is al gauw even zwaar als de complete Mount Everest. Het is dan ook erg exotische materie, wellicht bestaande uit neutronensterren (zoals de naam al zegt), maar misschien zijn het ook wel losse quarks (…en dan zouden we van een quarkster moeten spreken).

Als eerste keek een team sterrenkundigen, waaronder de heer Sudip Bhattacharyya van NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, naar de neutronenster Serpens-X1 (in het sterrenbeeld Slang, goed geraden). In het spectrum van die neutronenster keken ze in het bijzonder naar de ijzerlijnen, van ijzeratomen die in de hete schijf rond de neutronenster (zie de figuur) tot zo’n 40% van de lichtsnelheid worden versneld. Die lijnen waren eerder ook al waargenomen, maar niet met de nauwkeurigheid die door de genoemde combi van XMM-Newton en Suzaku kon worden bereikt. De lijn vertoonde een bepaalde asymmetrie die eerder wel bij zwarte gaten werd waargenomen, maar nog niet bij neutronensterren.

De asymmetrie duidt erop dat de vierdimensionale ruimtetijd rondom de neutronenster gekromd is, net zoals in sterkere mate bij zwarte gaten het geval is. De waarnemingen werden vervolgens herhaald bij de neutronensterren GX 349+2 en 4U 1820-30 (heerlijke namen toch) en ook daar werd de assymetrie in de ijzerlijn gezien. De resultaten stellen een maximum aan de diameter van de neutronensterren: 29 tot 33 km. Serpens-X1 is een dubbelster, waar ook een gewone ster deel van uitmaakt, en daarmee is de massa van de neutronenster gemakkelijk uit te rekenen. Als massa èn diameter bekend zijn van een object is de materietoestand ervan gemakkelijk te berekenen. Maar wat daar de uitkomst van is, dat is op dit moment nog niet bekend. De rekenmachientjes pruttelen in de studeerkamer, dus we wachten geduldig het werk af dat volgt uit de waarnemingen van XMM-Newton en Suzaku. Wordt vervolgd.