Met behulp van een radiotelescoop in Zuid-Afrika hebben onderzoekers een object gevonden dat zwaarder is dan de zwaarste neutronensterren die we kennen, maar lichter dan de lichtste zwarte gaten die ons bekend zijn. En dat zorgt voor grote opwinding.
Want wat is dit nu precies voor object? Wetenschappers moeten ons het antwoord schuldig blijven, zo blijkt uit hun in het blad Science verschenen studie. Maar wat vervolgonderzoek ook uit gaat wijzen; het is sowieso een opwindende vondst.
Pulsar
Astronomen ontdekten het nog tamelijk mysterieuze object in de bolvormige sterrenhoop NGC 1851, op zo’n 40.000 lichtjaar afstand van de aarde. De bolvormige sterrenhoop is een enorme verzameling (oude) sterren die zo dicht op elkaar gepakt zijn dat ze zeer regelmatig de interactie met elkaar aangaan. Tijdens waarnemingen met behulp van radiotelescoop MeerKAT stuitten onderzoekers in deze bolvormige sterrenhoop op een pulsar: een snel ronddraaiende neutronenster. En al snel vonden ze aanwijzingen dat deze pulsar niet alleen was; er bevond zich iets in een baan rond de pulsar.
Zwaarste neutronenster of lichtste zwarte gat?
Een verdere analyse wees vervolgens uit dat het object in kwestie een opmerkelijke massa had; het was zwaarder dan de zwaarste neutronenster en lichter dan het lichtste zwarte gat. En dat roept een interessante vraag op. Want hebben onderzoekers nu de zwaarste neutronenster ooit ontdekt of zijn ze op het lichtste zwarte gat ooit gestuit? Of hebben ze zelfs een ons nog onbekende variant daarop gevonden?
Een neutronenster is eigenlijk de ineengestorte kern van een gestorven, zware ster. Die ingestorte kern heeft zo extreem veel zwaartekracht dat alle materie in elkaar geperst wordt tot neutronen. Vandaar dat gesproken wordt van een neutronenster. Zo’n neutronenster heeft ongeveer dezelfde massa als onze zon, maar een diameter van slechts 20 tot 40 kilometer. Wanneer zo’n neutronenster te zwaar wordt – bijvoorbeeld doordat deze met een andere ster in botsing is gekomen en fuseert – kan deze nog verder ineenstorten. En aangenomen wordt dat deze dan transformeert tot een zwart gat: objecten met zo’n immense zwaartekracht dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Maar wanneer is een neutronenster nu té zwaar en dus gedoemd om een zwart gat te worden? Wetenschappers denken dat die grens ligt op zo’n 2,2 zonsmassa’s. In andere woorden: als een neutronenster 2,2 keer zwaarder is dan onze zon stort deze ineen en wordt deze een zwart gat. Maar er is één probleem: de lichtste zwarte gaten waarvan we vermoeden dat ze ontstaan zijn door ineenstorting van een ster zijn aanzienlijk zwaarder, namelijk ongeveer vijf keer zwaarder dan onze zon. Het wijst erop dat we iets over het hoofd zien; iets dat zich qua massa tussen die zwaarste neutronensterren en lichtste zwarte gaten bevindt. En onderzoekers denken nu dus zo’n object te hebben gevonden.
Wat het precies is, blijft dus nog even een raadsel. Maar beide opties zijn wat astronomen betreft even opwindend. “Een systeem bestaande uit een pulsar en een zwart gat is interessant voor het testen van zwaartekrachtstheorieën,” vertelt onderzoeker Ben Stappers. En een zware neutronenster kan volgens Stappers weer nieuwe inzichten opleveren over hoe materie zich onder extreme omstandigheden – namelijk dicht opeengepakt in zo’n neutronenster – gedraagt. Collega Arunima Dutta sluit zich daarbij aan. “We zijn nog niet klaar met dit systeem. De ware aard van deze metgezel (van de pulsar, red.) achterhalen zal een keerpunt zijn in ons begrip van neutronensterren, zwarte gaten en wat zich verder nog in dat gat tussen de zwaarste neutronensterren en lichtste zwarte gaten mag ophouden.”
