Wrede, snel knipperende "black widow" en "redback" pulsars stippelen de nachtelijke hemel. Deze gewelddadige sterren schieten hun kleinere stellaire partners aan flarden terwijl ze hen ronddraaien in strakke binaire banen, waarbij ze de kleinere partners kannibaliseren. En in een nieuw artikel hebben wetenschappers het oorsprongsverhaal achter deze hongerige sterren onthuld.
Het is geen toeval dat astronomen deze systemen hebben genoemd - plaatsen in de ruimte waar een kleine, zware, snel draaiende neutronenster zichzelf van energie voorziet door een kleine binaire partner uit elkaar te scheuren - naar dodelijke spinnen. Zowel redback als zwarte weduwe vrouwtjes eten het mannetje levend na de seks. (In sterren, zoals in spinnen, komen zwarte weduwen samen met kleinere partners.) Redback en zwarte weduwen zijn subcategorieën van "milliseconde pulsars", neutronensterren die zo snel draaien dat ze de aarde om de paar fracties van een milliseconde laten flitsen. Maar tot nu toe kon niemand uitleggen hoe deze vervelende sterren zijn ontstaan.
Neutronensterren zijn de ultracompacte restanten van ingestorte sterren. Niet breder dan een kleine stad, ze wegen toch zwaarder dan onze zon. Wetenschappers hebben een geheel nieuwe fysica moeten uitvinden om uit te leggen hoe materie zich in hen gedraagt. (Maar in tegenstelling tot zwarte gaten, zijn ze niet helemaal dicht genoeg om singulariteiten te vormen.) Wetenschappers noemen ze pulsars, omdat ze voor telescopen vaak verschijnen als regelmatig pulserende lichtbronnen. De meeste draaien veel sneller dan normale sterren, en hun regelmatige rotaties kunnen als klokken in de ruimte tikken.
Maar een neutronenster alleen zal normaal gesproken niet snel genoeg draaien om een milliseconde pulsar te zijn, schreven de onderzoekers in de nieuwe studie. Een externe energiebron moet de pulsar tot zijn rotatiesnelheid schoppen. Daarom duiken de meeste pulsars van milliseconden op in binaire systemen. Astronomen geloven dat typisch een witte dwerg instort in een neutronenster, en op een gegeven moment langs de lijn begint een stroom materie uit zijn binaire tweeling te zuigen. De energie van die stroom materie zorgt ervoor dat de neutronenster veel sneller gaat draaien dan bij de geboorte.
Redbacks en zwarte weduwen passen over het algemeen echter niet bij dit model. Vaak zijn de zwaardere partner in hun kleine binaire systemen, opgesloten in strakke banen, hun intense röntgenstralen materie van de oppervlakken van hun metgezel ster, waardoor die miniatuurster de ruimte in wordt geslagen en vervolgens met zwaartekracht naar binnen wordt gezogen. De massa's en energieën die door deze systemen bewegen, zijn zeer ongebruikelijk vergeleken met typische milliseconde pulsarsystemen. Als gevolg hiervan, schreven de onderzoekers, lijkt het normale model voor hoe metgezelsterren millisecondepulsars versnellen niet van toepassing.
In het nieuwe artikel, dat op 14 augustus in The Astrophysical Journal is gepubliceerd, heeft een team van onderzoekers dat model verfijnd. Hun paper houdt rekening met de krachtige magnetische energie van neutronensterren en laat zien hoe het magnetisme van een neutronenster alle materie die de begeleidende ster van de noord- en zuidpolen van de neutronenster af kan blazen, zou kunnen opsluiten. Dat verandert de onderliggende mechanica van de situatie, schreven ze, en laat zien dat zelfs de kleinere partner in redbacksystemen en veel black widow-systemen de pulsars zouden kunnen versnellen tot milliseconde snelheden.
Deze magnetismetheorie kan echter niet alle zwarte weduwen verklaren die we kennen. Maar dit werk zou de noodzaak van bepaalde meer dramatische theorieën - zoals die gepubliceerd in The Astrophysical Journal in 2015 - zouden moeten elimineren, wat suggereert dat dit soort neutronensterren misschien gewoon geboren worden als milliseconde pulsars en geen hulp nodig hebben bij het versnellen.
