Een neutronenster … wat is dat voor een ster?

Door Candice Simionescu gepubliceerd in Wetenschap en onderwijs

Een neutronenster … wat is dat voor een ster?

Ik heb de begrippen neutronenster en pulsars best al wel een paar keer gebruikt in mijn reeks over het Universum, maar volgens mij (kan me vergissen hoor) ben ik nog nooit heel erg diep ingegaan op deze twee begrippen. Het is denk ik gebleven bij korte omschrijvingen van wat ze zijn en verder niet. En dat is onterecht, want neutronensterren en pulsars verdienen aandacht, omdat ze dus niet enkel prachtig mooi zijn, maar ook vanwege hun eigenschappen. Die zijn niet zo heel erg gering. En het eerste wat ik even kwijt wil over een neutronenster doe ik middels een foto van een bakje van mij. Wat het voor bakje is, dat is niet relevant ... het gaat even om iets proberen duidelijk te maken.

U ziet dit bakje, met de lengte, diepte en breedtemaat erbij en stelt u zich nu eens voor dat dit bakje gevuld zou zijn met neutronenstermaterie. Dit bakje zou dan maar liefst 42 biljoen kilogram wegen! 42.000.000.000.000 kg. Dat eventjes om een idee te geven van hoe enorm de dichtheid van een neutronenster wel niet is. En reden genoeg – naar mijn mening – voor een artikel over zo’n ster.

Maar eerst nog een leuk dingetje over een neutronenster. Stel u zich eens voor dat u op zo’n ster zou kunnen landen. Is echt onmogelijk in alle opzichten, maar met geschreven woorden is alles denkbaar en dit dus ook.

We vergeten even de temperatuur, dat komt straks nog wel aan bod …. u draagt gewoon een ruimtepak dat elk denkbare temperatuur kan doorstaan.

U krijgt na die landing te maken met een beetje heel erg veel zwaartekracht. Die is circa 200 miljard keer sterker dan op Aarde … hier ben ik 1.77,8 en daar zou ik platter dan een vloeitje zijn, maar ach toch is dat maar een bijkomend probleempje. Het verschil in zwaartekracht tussen (ik neem mezelf weer als voorbeeld, gewoon omdat dat makkelijker is) mijn hoofd en voeten zal dan dus zo’n 60 tot 65 miljoen G. zijn. En G kracht is de verhouding van kracht tot zwaartekracht en 14 G is de maximale hoeveelheid G kracht die een mens kan doorstaan. Bij die kracht raakt een mens bewusteloos en zal uiteindelijk sterven. Dat is bij 14 G kracht! Bij 60 tot 65 G wordt (in dat geval) ik – dat gunt u mij toch niet echt? –)) – uiteen getrokken en daarna samengeperst. Overigens is de zwaartekracht op de Zon zo ongeveer 2,3 miljoen keer minder. Die ligt rond de 27 G.

                                                             

                              Uitleg bij deze heel erg uitgerekte Canny:

Wanneeru zou vallen in de radius van een neutronenster dan behaald u binnen 1 meter een snelheid van 1400 kilometer per seconde en dat is iets meer dan 5 miljoen km per uur. En u zou uiteen getrokken worden tot een enorme lange sliert. Niet echt fijn, maar het is wel goed voor de lijn … dat dan weer wel.

Een neutronenster … wat is dat voor een ster?

Als we het over het Universum hebben dan hebben we het ook altijd over fenomenale zaken zoals daar zijn afstanden, omvang, hitte, koude en noem maar op …. er is niks te vinden in het Universum dat gewoon niet binnen de categorie fenomenaal in wat dan ook valt. Neem de dichtheid van een neutronenster. Dat is toch ook echt fenomenaal.

Maar toch is er wel iets te vinden in het Universum wat zeg maar menselijk klein is. En in dit geval gaat dat over diameter En dan over een diameter van maar slechts 20 km. Dat is een diameter vergelijkbaar met die van zeg maar Mokum of als ik het vanaf mijn appartement neem, deze cirkel.

Zo klein is een gemiddelde neutronenster en ze hebben nooit meer massa dan 2.15 keer die van de Zon (1.989.000,000.000.000.000.000.000.000.000 kg), dus een massa van in totaal nooit meer dan 4.276.350. 000.000.000.000.000.000.000.000 kg. Dat is nog altijd heel erg indrukwekkend, maar Universeel gezien stelt iets van die omvang al helemaal niets voor en als het dan ook nog eens een massa heeft van net even meer dan twee keer die van onze Zon dan telt het Universeel echt niet mee. Alleen tellen neutronensterren wel degelijk mee en stel dat alles in het Universum zou kunnen voelen wat angst is … dan zou gewoon iedere ster die zich binnen een locatie bevind waar het te maken zou kunnen gaan krijgen met een neutronenster het in zijn/haar broek doen van angst. En begrijpelijk, want niet alleen zwarte gaten kunnen sterren verslinden, zo’n ukkie van een neutronenster doet zoiets met hetzelfde gemak.

Dit is de dichtstbijzijnde neutronenster met de altijd weer bizarre wetenschappelijke naam 1RXS J141256.0+792204, met als roepnaam Calvera en dit schatje vinden we best nog wel redelijk dichtbij. Calvera vinden we op een afstandje van tussen de 250 en 1000 lichtjaar. In kilometers tussen de 2.375.000.000.000.000 km en 9.500.000.000.000.000 km afstand.

De snelheid waarmee Calvera om haar as draait mag best wel duizelingwekkend genoemd worden. 715 keer per seconde. Dat is 42.900 keer per minuut oftewel 2.574.000 keer per uur.

Ter vergelijking:

De aarde draait rond zijn as in 23 uur 56 minuten en 4 seconden. Aangezien onze evenaar 40.075 km lang is, beweegt iemand die zich pal op de evenaar bevindt, met een snelheid van 1.670 km/u.

Ons Zonnestelsel beweegt met een snelheid van rond de 828.000 km/u.

Het Melkwegstelsel beweegt met een snelheid van 2.000.000 km/u t.o.v. de kosmische achtergrondstraling.

Onze om het centrum van het Melkwegstelsel jagende Zon en de om haar heen jagende planeten.

Neutronensterren:

Een neutronenster is feitelijk niks anders dan een ineengestorte kern van een loodzware ster. En dit gebeurt doordat de inwaarts gerichte zwaartekracht het aan het einde van het leven van zo’n ster de overhand krijgt op de uitwaarts gerichte gasdruk. En dit gebeurd dus nadat er een erg bruut einde gekomen is aan de kernfusie binnenin de ster die ervoor zorgde dat het hydrostatisch evenwicht in stand bleef. Hydrostatisch evenwicht drukt het evenwicht uit tussen het verloop van de druk tussen bijvoorbeeld gas of een vloeistof aan de ene kant en zwaartekracht aan de andere kant. En sterren bestaan uit gas, wat wordt samengeperst door zwaartekracht. Zo’n loodzware reuzenster (daar hebben we het dan dus over) heeft voor ze implodeert een massa die op dat moment nog gelijk is aan 10 tot 30 keer de massa van de Zon. Dat hele proces begint dus aan het einde van een sterrencyclus en ook niet bij elke ster, want het moet dus wel een reuzenster zijn. Tijdens het imploderen komt er een gigantische energie vrij die dan de buitenste lagen van de ster wegslingert – tot heel ver weg – en wat de oorzaak is van het ontstaan van een Supernova. Maar er blijft dus ook nogal wat materie over en dat kan dan een neutronenster (of een zwart gat) worden. En mocht u denken dat zo’n supernova een langdurig proces is dan heeft u het dus mis (heb het niet over het hele traject tot de ster Supernova gaat, maar enkel over het moment van het Supernova gaan). Dit duurt maar een fractie van een seconde. De snelheid waarmee, tijdens een Supernova, materie het Universum in wordt geslingerd gaat met 10.000 km per seconde en dat komt neer op 36.000.000 km per uur. Stel dat wij meemaken dat Betelgeuze Supernova gaat en dat moet dan gebeurd zijn in het jaar 1376 (643 jaar geleden ….. de afstand Betelgeuze tot Aarde in lichtjaren), dan kunnen wij er jarenlang van genieten, terwijl het maar een fractie van een seconde duurde en dat komt door de grote hoeveelheid licht en elektromagnetische stralen.

Betelgeuze, wat een kanjer is het toch ook!

De oppervlaktetemperatuur van een neutronenster is ook iets wat best wel indrukwekkend genoemd mag worden. Die van de Zon is ongeveer 5.778 Kelvin. Op een neutronenster kan de oppervlaktetemperatuur zo'n 600.000 Kelvin zijn (5.505 Celsius om 599.727 Celsius). Niet echt een aangename temperatuur. Maar … mocht u ondanks de al genoemde vervelende consequenties toch van plan zijn om zo’n ster te bezoeken dan zou ik die reis even uitstellen met een x aantal miljoen jaar, want een neutronenster koelt beetje bij beetje af.

Waar bestaat een neutronenster uit?

Dit zal u mogelijk wel verbazen … een neutronenster bestaat uit neutronen. Neutronen zijn subatomaire deeltjes die kleiner zijn dan de atomen. Ze bevatten geen elektrische lading en bezitten een massa wat net iets zwaarder is dan de massa van een proton. Een proton is ook een subatomair deeltje, maar in het bezit van een positieve eenheidslading.

Het magnetisch veld:

Op de kleine omvang van een neutronenster na is eigenlijk al het andere echt in het absurde ontwikkeld. Zwaartekracht, rotatiesnelheid, oppervlaktetemperatuur en dan heb ik het nog niet eens gehad over het magnetisch veld, want ook dat gaat gewoon verder dan eigenlijk te beseffen valt.

Velen van u hebben het op school bij biologielessen wel eens over de kikkers gehad, ik ook … maar het was biologie en dus snapte ik er toch niks van, maar ik betwijfel of die lessen ooit gegaan zijn over het gewichtsloos maken van kikkers. Ja dat kan … d.m.v. diamagnetisme. Diamagnetisme is een kwantumeffect (het is het effect dat een bepaalde eigenschap van een systeem maar slechts een discreet aantal mogelijkheden heeft en geen waarden tussen die mogelijkheden kan aannemen) dat in alle stoffen optreedt en wanneer dit de enige factor is dan heet het materiaal diamagnetisme. Diamagnetisch materiaal wordt afgestoten door een magnetisch veld. Terug naar de kikker. Een levende kikker.

Bij magnetische velden komen we standaard de term Tesla tegen, is genoemd naar Nikola Tesla. De afkorting is … T. Dat is een SI eenheid en ik kan nu wel helemaal gaan uitleggen hoe Tesla werkt en met welke formules, maar dan wordt het artikel nog een keer zo lang en dat ga ik nu dus niet doen. Die kikker kregen ze in een laboratorium gewichtsloos door daar een continu magnetisch veld te realiseren van 16 T. En dat is al best indrukwekkend ... maar het magnetische veld van een neutronenster varieert van 10 kilo tesla tot meer dan 10 giga tesla. En u weet dat een kilo 1.000 is en giga 1.000.000.000 is. Ze hebben die test (helaas) nog nooit met mensen gedaan, maar in principe is het mogelijk om met eenzelfde methode mensen gewichtsloos te kunnen maken. Toch wel een leuk idee om het eens op mensen toe te passen. ;-)

Nou kan ik dus nog echt heel erg lang doorgaan over neutronensterren, want er is nog zat te vertellen over de ontdekking van neutronensterren, over de neutronensterren met pulsars, of over hoeveel er in het melkwegstelsel te vinden zijn. Er zijn er pas 1200 waargenomen, terwijl er echt honderden miljoenen zouden moeten zijn, maar ze vallen nu eenmaal onwijs moeilijk te detecteren en dan ook alleen nog maar in het meest prille begin van hun ontstaan (zelfs met de meest moderne apparatuur), over de planeten die terecht zijn gekomen in hun omloopbaan zijn terecht gekomen of al planeet van een neutronenster waren, over de types neutronensterren of over hun structuren ..… maar in de meeste gevallen ontkom je dan niet aan vaak heel erg duffe informatie om op te schrijven en met allerlei natuurkundige termen die ook weer verklaard moeten worden en dan wordt het al snel een artikel van ongeveer vijf tot zesduizend woorden en ik zit nu al op ruim 1.800 woorden. Dus misschien dat ik nog met een vervolg kom … maar heb nog heel veel artikelen en reeksen staan die ik af wil, moet en ga maken en ik denk dat het evengoed best wel vrij duidelijk is wat een neutronenster is en vooral dat het een indrukwekkend monstertje is waar je maar beter bij weg kan blijven.

*Candice*

20/10/2019 11:05

Reacties (2) 

1
20/10/2019 15:27
In plaats van te zeggen: 'loop naar de bliksem' kun je dus eigenlijk beter zeggen 'loop naar Calvera'.
Ja, er zwerven heel wat monsters rond in 'ons' universum.
Ik vind dit trouwens een heel mooie serie.
20/10/2019 15:39
Ja bijvoorbeeld ... dat overleef je minder snel dan de bliksem.

Merci.
Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert