Die spookachtige hand in de afbeelding hierboven roept vragen op voor wetenschappers. Hoewel de vorm slechts toevallig op een menselijke hand lijkt, proberen wetenschappers er nog steeds achter te komen hoe een kleine ster zo'n grote vorm produceerde die zichtbaar is in röntgenstralen.
Pulsar-ster PSR B1509-58 (of kortweg B1509) is een 19 kilometer lang overblijfsel van een veel grotere ster die explodeerde en een snel ronddraaiende neutronenster achterliet. Energie vertrekt meestal via neutrino (of neutrale deeltjes) emissie, met iets meer via bèta-verval of een radioactief proces waarbij geladen deeltjes uit atomen vertrekken.
Met behulp van een nieuw model ontdekten wetenschappers dat er zoveel energie uit de neutrino-emissie komt dat er niet genoeg over moet zijn voor het bèta-verval om de röntgenstralen die je hier in deze afbeelding of in andere situaties ziet, te laten afgaan. Toch gebeurt het nog steeds. En daarom hopen ze de situatie nader te bekijken.
"Wetenschappers zijn geïntrigeerd door wat deze enorme explosies precies aandrijft, en het begrijpen hiervan zou belangrijke inzichten opleveren over de fundamentele krachten in de natuur, vooral op astronomische / kosmologische schaal", zegt Peter Moller, die deel uitmaakt van de theoretische afdeling van Los Alamos National Laboratory en nam deel aan het onderzoek.
Voorlopige studies geven aan dat computermodellen, om beter te begrijpen wat er aan de oppervlakte van deze objecten gebeurt, ernaar moeten streven 'de vorm van elk afzonderlijk nuclide te beschrijven' (of een atoom met een bepaald aantal protonen en neutronen in de kern). Dat komt omdat niet al deze nucliden eenvoudige bollen zijn.
Met behulp van faciliteiten in Los Alamos creëerden wetenschappers databases met verschillende soorten nucliden met verschillende eigenschappen van bèta-verval. Vervolgens plugden ze dit in op een model van neutronensterren van de Michigan State University om te zien welke energie vrijkwam terwijl de sterren aangroeien of samenkomen.
De resultaten waren in tegenspraak met wat een "veel voorkomende veronderstelling" was, zeiden de wetenschappers, dat de radioactieve actie voldoende zou zijn om de röntgenstralen van stroom te voorzien. Ze dringen aan op meer onderzoek op dit gebied, met name met behulp van een voorgestelde faciliteit voor zeldzame isotopenbalken die in de staat Michigan zou worden gebouwd, met financiering van het Amerikaanse Department of Energy Office of Science. Deelnemers van het FRIB-project hopen dat dat in de jaren 2020 klaar zal zijn.
U kunt meer lezen over het onderzoek in de 1 december editie van Nature. Het werd geleid door Hendrik Schatz, een professor aan het National Superconducting Cyclotron Laboratory in de staat Michigan.
Bron: Los Alamos National Laboratory
