Simulatie van zwaartekrachtgolven van botsende neutronensterren. Credit: Goethe University.
Van witte dwergen wisten sterrenkundigen al hoe zwaar ze maximaal kunnen zijn: 1,4 keer de massa van de zon, gepropt in een bol met een volume van de aarde, de zogeheten Chandrasekhar-limiet. Van neutronensterren was dat maximum tot voor kort niet goed bekend. Er was een theoretisch maximum, de Tolman-Oppenheimer-Volkoff limiet genoemd, maar die was decennia niet erg nauwkeurig. Tot nu. Want met de waarnemingen aan de zwaartekrachtgolf GW170817, die dit jaar wereldwijd werd waargenomen en die veroorzaakt werd door twee botsende en samensmeltende neutronensterren. De dichtheid van de gedegenereerde – ontaarde – neutronen in een neutronenster is enorm: het gehele Himalayagebergte in een bierglas en je hebt een idee ervan. Luciano Rezzolla van het Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) ging wat studenten aan de slag met de waarnemingen aan ‘kilonova’ GW170817 en op basis daarvan konden ze een heel strikt maximum voor de massa van neutronensterren berekenen, de genoemde 2,16 zonmassa, plus en min een paar procent, gepropt in een volume van pakweg 24 km doorsnede. Strikt in de zin dat de neutronenster niet meer massa moet krijgen, want anders stort ‘ie in tot zwart gat. Eén enkele neutron er bij en het is zover, de neutronenster wordt een zwart gat. Let wel: dit maximum geldt alleen voor niet-roterende neutronensterren! Naast de waarnemingen van GW170817 was er nog een fundament voor de berekening: de zogeheten ‘universele relaties’ aanpak, dat wil zeggen dat praktisch alle pulsars op elkaar lijken en dezelfde eigenschappen hebben, hetgeen betekent dat die eigenschappen als dimensieloze hoeveelheden kunnen worden weergegeven. Alle details van de berekeningen zijn hier te vinden, onlangs gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. Bron: Goethe Universiteit.
