Wetenschapsforum

Hallo,
 
op het internet lees ik verschillende zaken over pulsars, magnetars en neutronensterren. Ik weet nu nog steeds niet of dit allemaal hetzelfde is.
Naar mijn mening wordt dergelijk systeem enkel maar door zijn massa en rotatiesnelheid beïnvloed. Het is tenslotte altijd een neutronencondensaat met gelijke eigenschappen. Hoe kan het dan dat dergelijk systeem (dat door zeer weinig variabelen wordt beschreven) zo uiteenlopende eigenschappen kan hebben wat betreft magnetisme, uitzenden van perdiodieke straling etc...
 
bedankt,
 
Robin

Het zijn inderdaad alle drie neutronensterren, maar in verschillende fases van hun bestaan, met verschillende massa's (1 tot ongeveer 2,1 keer die van de Zon), verschillende oppervlakte temperatuur en -belangrijk- er is een grote variatie in rotatiesnelheid. Jonge neutronensterren draaien snel en zware jonge neutronensterren draaien het snelst.

 

Het beeld dat van neutronensterren wordt geschetst is vaak veel te simpel; het is niet juist dat een neutronenster uit louter neutronen bestaat. In de buitenlagen komen protonen en elektronen voor (mogelijk is een neutronenster bedekt met een korst van ijzer) en over de binnenkern wordt gehypothetiseerd dat deze niet meer uit neutronen, maar een quark-gluon plasma zou bestaan. Tussen kern en buitenlaag komen voornamelijk neutronen voor, maar dicht bij de binnenkern zouden ook supergeleidende protonen kunnen voorkomen.

 

Zo'n neutronenster genereert door zijn snelle rotatie een sterk magnetisch veld, maar de polen van dat veld hoeven niet in lijn met de rotatiepolen te liggen.

Langs de magnetische polen wordt een bundel elektromagnetische straling van zeer uiteenlopende golflengten de ruimte ingestuurd. Als de magnetische as en de rotatie-as verschillen, dan kan het gebeuren dat zo'n bundel straling van een van de magnetische polen over de Aarde zwiept, als het licht van een vuurtoren. Omdat een jonge pulsar extreem snel roteert (tot enige honderden keren per seconde) zien we hier op Aarde een zeer snel flikkerend sterretje. Dat is een pulsar:

 
Animatie van een pulsar

 

Na enige tientallen miljoenen jaren straling en daarmee impulsmoment verloren te hebben, neemt het 'toerental' van de pulsar teveel af, het magnetisch veld wordt minder extreem, de bundel straling bij de magnetische polen verdwijnt geleidelijk en zo wordt het sterrenrestant een 'gewone' neutronenster. Veruit de meeste neutronensterren zijn al lang geen pulsar meer en roteren niet meer zo snel.

 

Een magnetar is nog zeldzamer omdat de periode waarin dit verschijnsel optreedt slechts enige duizenden jaren duurt, een oogwenk op astronomische tijdschaal. Deze sterrestanten zijn waarschijnlijk in een overgangsfase naar een 'normale' neutronenster of pulsar, en hebben  gedurende deze fase een zeer turbulent interieur dat extreem sterke magnetische velden genereert.

 

Denk hierbij aan velden die meerdere tientallen miljoenen keren zo sterk zijn als het krachtigste magneetveld dat wij hier op Aarde kunnen maken. Zoals bijvoorbeeld het veld in de supergeleidende dipoolmagneten in de LHC van Cern, dat met 'slechts' 8,3 Tesla toch honderdduizenden keren sterker is dan het veld van de Aarde. Zo'n extreem veld veroorzaakt zeer vreemde en nog slecht begrepen fenomenen, waaronder onregelmatige zeer heftige uitbarstingen van Röntgen en gammastraling, bekend als gammaflitsen.

 

Er is volgens theoretici een wat minder voorkomende set van omstandigheden (massa, 'toerental' en temperatuur van de oorspronkelijke ster) nodig om een magnetar te creëren, en dus zijn ze duidelijk zeldzamer. Na deze turbulente fase wordt de magnetar een 'gewone' neutronenster.

 

Mocht een pulsar materiaal van een begeleider aantrekken, dan kan hij extreem sterk knipperen in het Röntgen gebied, de Röntgen pulsar.

 

Er is overigens nog veel onzeker en onbekend m.b.t. de processen in neutronensteren, er treden in deze vreemde objecten omstandigheden op die hier op Aarde absoluut niet na te bootsen zijn.