Ook in de sterrenkunde moet je voorzichtig zijn met vuurwerk. De as kan opnieuw ontbranden of er kunnen knallen uit onverwachte richtingen komen. Dit zijn twee conclusies van astrofysicus Remon Cornelisse van het nationaal instituut voor ruimteonderzoek SRON, die op 15 januari promoveert aan de faculteit Natuur- en Sterrenkunde van de Universiteit Utrecht.

Cornelisse ontdekte met de waarnemingen van de rontgensatelliet BeppoSAX een zeldzame ontvlamming van de as van eerdere explosies. Dit had een rontgenflits tot gevolg die vele uren duurde en waarbij evenveel energie vrijkwam als de zon in een paar weken verbruikt. Daarnaast ontdekte hij een nieuwe groep dubbelsterren die slechts zelden een ‘normale’ rontgenflits produceren. Deze dubbelstersystemen waren alleen tijdens de flits helder genoeg om waargenomen te worden.

Het vuurwerk dat Remon Cornelisse heeft bestudeerd, ontstaat op het oppervlak van neutronensterren. In een paar minuten produceren explosieve kernfusieprocessen ongeveer evenveel energie als de zon in een hele dag. Bij dergelijke processen komt in een flits rontgenstraling vrij. Sommige neutronensterren vertonen zelfs om de paar uur zo’n flits. De rontgenflitsen zijn in 1975 ontdekt met de eerste Astronomische Nederlandse Satelliet ANS en tussen 1996 en 2002 uitvoerig onderzocht met de Nederlands-Italiaanse satelliet BeppoSAX.

Een neutronenster is niet veel groter dan de stad Utrecht, maar zwaarder dan de zon. Een neutronenster kan gaan flitsen als deze brandstof krijgt van een andere ster. Dit is het geval als een neutronenster een dubbelster vormt met een ‘gewone’ zonachtige ster. De neutronenster verzamelt het gas van zijn begeleider, voornamelijk waterstof en helium. Door de extreme temperatuur en druk op de neutronenster, is maar een kleine hoeveelheid gas nodig om een kernfusiereactie te starten. Daarbij fuseren het waterstof en de helium tot zwaardere elementen zoals ijzer en koolstof.

Groothoekcamera’s

De Utrechtse astrofysicus werkte met de meetgegevens van twee groothoekcamera’s aan boord van de BeppoSAX. De groothoekcamera’s, ontwikkeld door SRON, hebben de afgelopen zes jaar regelmatig de helft van alle bekende flitsende neutronensterren simultaan bestudeerd. In totaal hebben de camera’s bijna 2.000 flitsen waargenomen.

Dankzij de grote hoeveelheid waarnemingen heeft Cornelisse ontdekt waarom sommige neutronensterren regelmatig en om de paar uur een flits produceren, terwijl andere slechts zelden flitsen zonder enige regelmaat. Het flitsgedrag blijkt vooral af te hangen van de hoeveelheid gas die de neutronenster per uur van zijn begeleider ontvangt. Periodiek flitsgedrag treedt op als de gastoevoer beneden een bepaalde drempel ligt. Deze drempel lijkt voor alle neutronensterren gelijk te zijn. Hoe groter de gastoevoer, hoe vaker een flits geldt hier. Maar als de gastoevoer boven deze drempel komt, ontstaat er een continu fusieproces, waarbij flitsen zeldzaam worden.

Nadere informatie: Remon Cornelisse, e-mail r.cornelisse@sron.nl tel.: 030-2538577 of Prof. Dr. John Heise, e-mail j.heise@sron.nl, tel. 030-2535727 / 06-13204154