Wanneer uw computer een storing vertoont, kan het scherm een paar seconden vastlopen voordat het snel vooruit springt om zichzelf te corrigeren. Wanneer een neutronenster glijdt, gebeurt vrijwel hetzelfde - behalve in dit geval is het scherm een wervelend magnetisch veld van 3 biljoen keer de grootte van de aarde.
Neutronensterren - dichte, snel ronddraaiende lijken van ooit gigantische sterren die ongeveer 1,5 keer de massa van de zon verpakken in een bal met een diameter van ongeveer zo lang als Manhattan - zijn altijd verbluffend. Maar de ongeveer 5% van de neutronensterren waarvan bekend is dat ze "glitchen" of plotseling zonder duidelijke reden sneller draaien voordat ze hun normale snelheid vertragen, zijn vooral vreemd.
Wat zorgt ervoor dat sommige neutronensterren om de paar jaar betrouwbaar een paar seconden uitschuiven, terwijl andere schijnbaar nooit uit de pas vallen? Wetenschappers hebben een dozijn verschillende modellen bedacht om te proberen deze vraag te beantwoorden, maar zijn nog lichtjaren verwijderd van een consensus. Nu, een paper dat gisteren (12 augustus) in het tijdschrift Nature Astronomy is gepubliceerd, analyseert een glitch van 2016 opnieuw om een nieuw perspectief op het fenomeen te geven - en de nieuwe benadering omvat soep (daarover meer in een minuut).
Voor het artikel keken de onderzoekers naar een nabijgelegen neutronenster, de Vela pulsar genaamd, die ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde ronddraait en normaal ongeveer 11 keer per seconde draait. (Een pulsar is een neutronenster die zo snel ronddraait dat, wanneer waargenomen met radiotelescopen vanaf de aarde, het magnetische veld ervan lijkt te pulseren als een stroboscooplicht.) Vela, een dichte, dode ster, staat erom bekend om de drie jaar betrouwbaar te glitchen of dus, en het werd betrapt op het versnellen van de laatste tijd in 2016.
Door die glitch van 2016 nauwkeurig te analyseren, ontdekten de onderzoekers dat Vela's spin in drie verschillende fasen veranderde. Ten eerste vertraagde de spin een paar seconden aanzienlijk; vervolgens versnelde het exponentieel gedurende ongeveer 12 seconden voordat het uiteindelijk een minuut later terugkeerde naar zijn normale tempo.
De auteurs van het onderzoek zeiden dat deze verschillende fasen suggereren dat neutronensterren drie interne componenten hebben die bijdragen aan een storing: een stijve korst van ionen verbonden in een roosterpatroon, een kokende "soep" van vrij zwevende neutronen die de vloeibare binnenkorst van de ster vormen, en een hyper-dichte kern gemaakt van protonen, neutronen en mogelijk meer exotische deeltjes. (Niemand weet echt wat er in het midden van een neutronenster zit.)
Normaal gesproken, schreven de onderzoekers, zouden alle drie de lagen van de ster onafhankelijk van elkaar en met verschillende snelheden moeten draaien - maar tijdens een glitch is het waarschijnlijk dat de verschillende componenten op ongebruikelijke manieren op elkaar grijpen. Volgens één model begint het wanneer die soepele middenlaag van neutronen zich koppelt met de langzamer bewegende korst, het momentum naar buiten overbrengt en de ster sneller laat pulseren. Maar al snel wordt de dichte vloeistof in de kern van de ster vastgeklemd op de middelste laag, waardoor alles weer vertraagt.
Deze verklaring past bij het glitchy-gedrag van Vela, schreven de auteurs. De initiële vertragingsfase van de ster is echter een ander verhaal. Volgens hoofdonderzoeksauteur Greg Ashton, een assistent-docent aan de Monash University in Melbourne, Australië, is Vela's vertraging in 2016 'de eerste keer ooit gezien' in een glitching-ster.
'We hebben eigenlijk geen idee waarom dit zo is', zei Ashton in een verklaring.
Deze voorlopige vertraging kan een type triggergebeurtenis zijn dat tot alle glitches van neutronensterren leidt; maar omdat er momenteel geen andere gegevens zijn om die hypothese te ondersteunen, zou de vertraging net zo goed een eenmalige afwijking kunnen zijn. Je zou de ontdekking zelfs een storing kunnen noemen ... maar laten we de zaken niet te ingewikkeld maken.
