RAZENDSNEL TOLLENDE NEUTRONENSTER SLEURT RUIMTE EN TIJD MEE

Astronomen van de universiteit van Amsterdam hebben met NASA's Rossi X-ray Timing Explorer-satelliet bij drie neutronensterren röntgenfluctuaties ontdekt die het gevolg zouden kunnen zijn van relativistische effecten rond deze objecten, zo melden zij in de Astrophysical Journal Letters van deze week. Neutronensterren zijn sterretjes van zo'n twintig kilometer doorsnee met een massa van ongeveer die van de zon die zeer snel (honderden malen per seconde) om hun as kunnen draaien. Door hun enorme dichtheden hebben deze sterren een krachtig gravitatieveld, dat ruimte en tijd om hen heen sterk vervormt.

Sommige neutronensterren zijn omringd door een accretieschijf, bestaande uit gassen die van een begeleidende (normale) ster worden weggetrokken. Vanuit deze schijf spiraliseert het gas naar de neutronenster toe, waarbij het zo sterk wordt verhit dat het röntgenstraling gaat uitzenden. De Nederlandse astronoom Michiel van der Klis ontdekte vier jaar geleden snelle, quasiperiodieke variaties in de intensiteit van de röntgenstraling, afkomstig van de gaswolken die razendsnel (zo'n duizend maal per seconde) om de neutronenster draaien. Deze variaties zijn nu het instrument geworden voor het onderzoek naar de beweging van materie in deze extreem sterke gravitatievelden.

Volgens de algemene relativiteitstheorie worden ruimte en tijd niet alleen door een draaiende massa vervormd, maar er ook door meegesleept. Deze frame dragging werd voor het eerst in 1918 beschreven door de Oostenrijkse natuurkundigen Joseph Lense en Hans Thirring. Bij neutronensterren zou het tot gevolg hebben dat (een deel van) de accretieschijf een precessiebeweging maakt, waardoor de intensiteit van de op aarde ontvangen röntgenstraling enkele tientallen malen per seconde fluctueert. Twee jaar geleden meldden de Italiaanse astronomen Luigi Stella en Mario Vietri bij een aantal neutronensterren röntgenfluctuaties te hebben waargenomen die op het bestaan van dit effect zouden kunnen wijzen.

Diverse astronomen voorspelden dat de precessiebewegingen ook zwakkere variaties in de intensiteit van de röntgenstraling zouden moeten veroorzaken, vergelijkbaar met de `zijbanden' bij amplitudegemoduleerde radiogolven. Peter Jonkers, Mariano Mendez en Michiel van der Klis hebben daar in het databestand van de RXTE-satelliet naar gezocht en bij drie neutronensterren een nieuwe variatie in de röntgenstraling gevonden die hieraan zou kunnen voldoen. Als uit verder onderzoek blijkt dat deze variaties inderdaad de gezochte `zijbanden' zijn die met het meeslepen van ruimte en tijd samenhangen, opent dit nieuwe perspectieven voor het onderzoek naar de bizarre processen bij rondtollende neutronensterren.