Neutronensterren bevatten sterkste materiaal van het heelal

Natuurkundigen hebben uitgerekend dat het materiaal onder het oppervlak van neutronensterren 10 miljard keer zo sterk is als staal.

Natuurkundigen hebben uitgerekend dat het materiaal onder het oppervlak van neutronensterren 10 miljard keer zo sterk is als staal.

Neutronensterren ontstaan als een ster geen brandstof meer heeft en implodeert onder zijn eigen gewicht.

Door de enorme zwaartekracht wordt het materiaal zo extreem samengeperst dat atomen niet meer kunnen bestaan. Neutronensterren bestaan dus uit samengeperste kerndeeltjes.

Onderzoekers van de McGill University in Canada berekenden hoe dit materiaal zich gedraagt in de korst van een neutronenster.

Het blijkt dat de twee verschillende soorten kerndeeltjes – neutronen en protonen – zich onderling in bepaalde structuren organiseren; structuren die lijken op verschillende soorten pasta – bijv. spaghetti, lasagne en gnocchi – en dus noemen ze deze toestand 'nucleaire pasta'.

Kerndeeltjes samengeperst tot pasta

Computermodellen laten zien dat op ongeveer één kilometer onder het oppervlak van een neutronenster een 100 meter dikke laag ligt – een laag met kerndeeltjes die een extreem sterke structuur vormen. En omdat ze op verschillende pastasoorten lijken, worden deze lagen ook wel ‘nucleaire pasta’ genoemd.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Binnen

‘Nucleaire lasagne’
Hier is de zwaartekracht zo groot dat er lagen met kerndeeltjes ontstaan.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Midden

‘Nucleaire spaghetti’
Hier is de zwaartekracht sterk genoeg om lange bundels met kerndeeltjes te vormen.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Buiten

‘Nucleaire gnocchi’
Hier is de zwaartekracht zo sterk dat er klonten met kerndeeltjes ontstaan.

Uit computersimulaties blijkt bovendien dat deze nucleaire pasta minstens 10 miljard keer zo sterk is als staal en wetenschappers denken dan ook dat dit het sterkste materiaal in het universum is. In een neutronenster met een doorsnede van 24 kilometer is de pastalaag ongeveer 100 meter dik – en hij weegt evenveel als 3330 aardbollen.

Ongelofelijk zware microbergen doorbreken sterrenoppervlak

Neutronensterren bestaan uit kerndeeltjes. In de diepere lagen is het materiaal zachter dan de nucleaire pasta. De kracht in de nucleaire pasta is zo groot dat wetenschappers denken dat hij kleine ‘bergen’ aan het oppervlak van de neutronenster kan veroorzaken.

Die bergen zijn misschien maar 10 centimeter hoog, maar we kunnen ze wel meten.

Een berg van 10 centimeter is honderden keren zo zwaar als de Mount Everest.

Het materiaal in deze kleine bergen is zo zwaar, en de neutronenster draait zo snel om zijn as, dat de kleine uitstulpingen zwaartekrachtgolven veroorzaken die we op aarde kunnen meten.

De verdeling van dit materiaal binnen in een neutronenster kan astronomen inzicht geven in sommige fenomenen, bijvoorbeeld krachtige pulsen met radiostraling of extreem sterke magneetvelden.