Snelste kosmische ‘ultracentrifuge’ blijft maar net intact

Astronomen van onder andere het Nederlands ruimteonderzoekinstituut SRON in Utrecht hebben een ster gevonden die meer dan 1100 maal per seconde om zijn as draait. (Astrophysical Journal Letters, 10 maart). De nieuwe recordhouder draait anderhalf maal zo snel als de vorige. Een gewone ster zou bij zo’n snelle rotatie – vergelijkbaar met die van een ultracentrifuge voor het verrijken van uranium – allang uiteen zijn geslingerd. Deze ster is echter zo klein en compact dat zijn aantrekkingskracht nog net voldoende is om zijn materie bijeen te houden.

De betreffende ster, XTE J1739-285, is een neutronenster, de in elkaar gestorte kern van een zware ster die aan het einde van zijn leven explodeerde. Hij heeft een diameter van slechts vijftien kilometer, maar bevat even veel materie als de zon. Die materie bestaat echter bijna uitsluitend uit neutronen en heeft dus een extreem hoge dichtheid. De ster draait om een andere, gewone ster en zuigt daarvan gas op dat zich over het oppervlak van de neutronenster verspreidt. Als die laag 5 tot 10 meter dik is geworden, gaan er kernreacties optreden die tot waterstofbom-achtige explosies leiden. Daarbij wordt veel röntgenstraling uitgezonden.

Eerdere waarnemingen aan andere neutronensterren lieten zien dat deze röntgenstraling fluctueert in het tempo van de aswenteling van de ster. Philip Kaaret en zijn collega’s hebben nu uit metingen van de röntgensatelliet Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) afgeleid dat J1739-285, die op een afstand van 35.000 lichtjaar staat, maar liefst 1122 maal per seconde om zijn as draait. Aan de evenaar is de snelheid zo hoog dat deze kosmische ‘ultracentrifuge’ bijna uiteenvalt.

Sommige astronomen dachten dat de maximale rotatie van een neutronenster door een bepaald fysisch proces – misschien wel het uitzenden van gravitatiestraling – altijd flink onder deze breakup limit zou blijven. Dat zou verklaren waarom er tot voor kort geen rotaties sneller dan 716 toeren per seconde werden gevonden. De nieuwe recordhouder lijkt er nu echter op te wijzen dat het uiteindelijk toch alleen de centrifugaalkrachten zijn die de bovengrens van de aswenteling bepalen. Die grens kan tevens iets zeggen over de toestand van de materie in het inwendige van de neutronenster.

George Beekman