De spectaculaire zwaartekracht van neutronensterren biedt geweldige mogelijkheden voor gedachte-experimenten. Als je bijvoorbeeld een voorwerp van een hoogte van 1 meter boven het oppervlak van een neutronenster laat vallen, zou het binnen een miljoenste van een seconde het oppervlak raken, versneld tot meer dan 7 miljoen kilometer per uur.
Maar tegenwoordig moet je eerst duidelijk zijn over wat voor soort neutronenster je het hebt. Met steeds meer röntgengevoelige apparatuur die de lucht scant, met name de tien jaar oude Chandra-ruimtetelescoop, ontstaat er een verrassende diversiteit aan typen neutronensterren.
De traditionele radiopulsar heeft nu een aantal verschillende neven, met name magnetars die enorme uitbarstingen van hoogenergetische gamma- en röntgenstralen uitzenden. De buitengewone magnetische velden van magnetars roepen een hele nieuwe reeks gedachte-experimenten op. Als je binnen 1000 kilometer van een magnetar zou zijn, zou het intense magnetische veld je aan stukken scheuren, alleen door gewelddadige verstoring van je watermoleculen. Zelfs op een veilige afstand van 200.000 kilometer zal het nog steeds alle informatie van je creditcard wissen - wat ook best eng is.
Neutronensterren zijn het gecomprimeerde overblijfsel van een ster die achterblijft nadat deze supernova is geworden. Ze behouden veel van dat sterrenimpulsmoment, maar binnen een sterk gecomprimeerd object met een diameter van slechts 10 tot 20 kilometer. Dus, zoals schaatsers wanneer ze hun armen naar binnen trekken - draaien neutronensterren vrij snel.
Bovendien verhoogt het samendrukken van het magnetische veld van een ster in het kleinere volume van de neutronenster de sterkte van dat magnetische veld aanzienlijk. Deze sterke magnetische velden creëren echter weerstand tegen de eigen stellaire wind van geladen deeltjes van de sterren, wat betekent dat alle neutronensterren bezig zijn met 'naar beneden draaien'.
Deze spin-down correleert met een toename van de helderheid, hoewel veel ervan in röntgengolflengten zit. Dit komt waarschijnlijk omdat een snelle spin de ster naar buiten uitzet, terwijl een langzamere spin het stellaire materiaal naar binnen laat drukken - dus als een fietspomp warmt het op. Vandaar de naam rotatie aangedreven pulsar (RPP) voor je ‘standaard’ neutronensterren, waarbij die energiebundel één keer per rotatie naar je flitst als gevolg van de remmende werking van het magnetische veld op de spin van de ster.
Er is gesuggereerd dat magnetars misschien wel een hogere orde zijn van hetzelfde RPP-effect. Victoria Kaspi heeft gesuggereerd dat het misschien tijd is om een ‘grand unified theory’ van neutronensterren te overwegen, waarbij alle verschillende soorten kunnen worden verklaard door hun initiële omstandigheden, met name hun initiële magnetische veldsterkte, evenals hun leeftijd.
Het is waarschijnlijk dat de stamvader van een magnetar een bijzonder grote ster was die een bijzonder groot stellair overblijfsel achterliet. Deze zeldzamere 'grote' neutronensterren kunnen dus allemaal hun leven beginnen als een magnetar, die enorme energieën uitstralen terwijl het krachtige magnetische veld de rem op zijn draai zet. Maar deze dynamische activiteit betekent dat deze grote sterren snel energie verliezen, en misschien het uiterlijk krijgen van een zeer röntgenstralende lichtgevende, hoewel anders onopvallende, RPP later in hun leven.
Andere neutronensterren zouden het leven op een minder dramatische manier kunnen beginnen, zoals de veel meer gebruikelijke en gemiddeld lichtgevende RPP's, die met een lagere snelheid naar beneden draaien - nooit de buitengewone helderheid bereiken waartoe magnetars in staat zijn, maar erin slagen langer licht te geven periodes.
De relatief stille Central Compact Objects, die niet eens meer in de radio lijken te pulseren, zouden het eindstadium van de levenscyclus van neutronensterren kunnen vertegenwoordigen, waarna de sterren de deadline, waar een sterk aangetast magnetisch veld niet meer in staat is om de remmen op de spin van de sterren te zetten. Dit verwijdert de hoofdoorzaak van hun karakteristieke helderheid en pulsar-gedrag - zodat ze gewoon stilletjes vervagen.
Voorlopig blijft dit grootse verenigingsschema een overtuigend idee - misschien in afwachting van nog eens tien jaar Chandra-waarnemingen om het verder te bevestigen of te wijzigen.
