Neutronensterren lijken op cholocade pralines met een harde en zachte laag

Neutronensterren als chocolade pralines, met een hard en zacht deel. Credit: Peter Kiefer & Luciano Rezzolla.

Door het nabootsen van meer dan een miljoen verschillende mogelijkheden op de computer is een groep sterrenkundigen er in geslaagd om meer te weten te komen over de opbouw van neutronensterren, de extreem compacte objecten die meer dan een zonsmassa kunnen hebben in een volume niet groter dan een stad. Luciano Rezzolla (Goethe Universiteit, Frankfurt) en z’n team keken naar de zogeheten ’toestandsvergelijking’ (Engels: equation of state), de vergelijking die het verband uitdrukt tussen verschillende grootheden van een systeem, zoals temperatuur, volume en druk. Daarbij hanteerden ze niet alleen de actuele kennis die er is op het gebied van de theoretische nucleaire natuurkunde, maar ook naar astronomische waarnemingen van neutronensterren. Uit de simulaties volgt dat neutronensterren erg lijken op chololade pralines, de bonbons die een harde en een zachte laag kennen. Lichte neutronensterren (<1,7 zonsmassa) blijken een ‘stijve’ kern te hebben en een ‘zachte’ mantel, bij zware neutronensterren (> 1,7 zonsmassa) is het precies andersom: die hebben een zachte kern en een stijve mantel – om de vergelijking maar even door te trekken: lichte neutronensterren zijn net van die cholcolaatjes met een harde hazelnoot in het midden, zware neutronensterren lijken op chocolades met een zachte vulling.

Impressie van een neuronenster. © University of Alicante

Bepalend voor de structuur van neutronensterren blijkt de geluidssnelheid te zijn, de snelheid van geluidsgolven door een bepaald materiaal. De ‘stijfheid’ van dat materiaal blijkt die snelheid te beïnvloeden. Op aarde gebruiken geologen geluidsgolven om meer over het binnenste van de aarde te weten te komen, bijvoorbeeld door zo onderaardse lagen met olie te vinden. De simulaties laten verder zien dat ongeacht de massa van de neutronensterren hun straal altijd 12 km is.

Meer informatie vind je in deze vakartikelen:
Sinan Altiparmak, Christian Ecker, Luciano Rezzolla: On the Sound Speed in Neutron Stars. The Astrophysical Journal Letters (2022).
Christian Ecker & Luciano Rezzolla: A general, scale-independent description of the sound speed in neutron stars. The Astrophysical Journal Letters (2022).

Bron: Goethe Universiteit.

Gerelateerde Astroblogs:

Fysici poneren gedurfde hypothese over detectie buitenaards leven; Gebruikt ETI mogelijk kunstmatige zwarte gaten als quantumcomputers? Pulsar-klokken openen nieuw venster op zwaartekrachtgolven Alle korte radiouitbarstingen (FRB’s) blijken periodiek te zijn