Wanneer twee neutronensterren op elkaar botsen, produceren zij een explosie die, anders dan wat tot voor kort werd aangenomen, volmaakt bolvormig is.
Hoe dit kan, is nog steeds een mysterie, maar volgens astrofysici van de Universiteit van Kopenhagen kan de ontdekking de sleutel zijn tot nieuwe fundamentele fysica en het meten van afstanden in het heelal (Nature).
De kolossale explosies die ontstaan wanneer twee om elkaar wentelende neutronensterren met elkaar in botsing komen, de zogeheten kilonova’s, zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van zowel grote als kleine dingen in het heelal: van zwarte gaten tot de atomen in de gouden ring aan je vinger en het jodium in ons lichaam.
Maar verder is over dit explosieve verschijnsel nog veel onbekend.
Toen in 2017 op 140 miljoen lichtjaar afstand een kilonova werd gedetecteerd, konden wetenschappers voor het eerst gedetailleerde gegevens over het verschijnsel verzamelen.
En nog steeds zijn onderzoekers over de hele wereld, onder wie Albert Sneppen en Darach Watson van de Universiteit van Kopenhagen, bezig met de interpretatie ervan. Sneppen en Watson hebben daarbij een verrassende ontdekking gedaan.
Omdat er vóór de botsing twee supercompacte neutronensterren zijn die honderd keer per seconde om elkaar heen draaien, zou de explosiewolk die door de uiteindelijke botsing ontstaat een afgeplatte en nogal asymmetrische vorm moeten hebben.
Maar dat is bij de kilonova uit 2017 helemaal niet het geval: hij is volledig symmetrisch en heeft een bijna volmaakte bolvorm.
Dit betekent waarschijnlijk dat de theorieën en simulaties van kilonova’s waar astronomen de afgelopen 25 jaar mee hebben gespeeld, een belangrijke tekortkoming hebben. De meest waarschijnlijke manier om tot een bolvormige explosie te komen is dat er een enorme hoeveelheid energie uit het centrum van de explosie ontsnapt die de anderszins asymmetrische explosiewolk ‘gladstrijkt’.
De bolvorm vertelt ons dus dat er waarschijnlijk veel energie in de kern van de botsing zit, wat niet was voorzien.
Wanneer de neutronensterren botsen, smelten ze kortstondig samen tot één uiterst zware neutronenster, die vervolgens ineenstort tot een zwart gat.
Sneppen en Watson suggereren dat deze ineenstorting weleens verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de onverwachte eigenschappen van de kilonova van 2017.
Mogelijk ontstaat er op het moment dat de energie van het enorme magnetische veld van de uiterst zware neutronenster vrijkomt wanneer de ster ineenstort tot een zwart gat een soort ‘magnetische bom’. En het vrijkomen van de magnetische energie zou ervoor kunnen zorgen dat de materie in de explosie meer bolvormig wordt verdeeld. De vorm van de explosie is ook om een heel andere reden interessant.
Als ze inderdaad helder en meestal bolvormig zijn, zouden kilonova’s kunnen worden gebruikt als een nieuwe manier om grote afstanden in het heelal te meten, ongeveer zoals dat ook met supernova’s van type Ia gebeurt.
Weten wat hun vorm is, is daarbij cruciaal, want bij een object dat niet bolvormig is, hangt de helderheid af van de gezichtshoek.
Een bolvormige explosie geeft een veel grotere meetnauwkeurigheid. (EE)
(Image Credit: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science (l) & Albert Sneppen (r)
