Nederlandse astronomen hebben voor het eerst zuurstof gevonden in een gebied met extreme zwaartekracht. Het gaat om een neutronenster die massa steelt van een zuurstofrijke witte dwerg. Door de extreme zwaartekracht van de neutronenster en het hete gas in de schijf wordt de zuurstof vervormd.

Een witte dwerg is de naakte kern van een dode ster. Ooit zal de zon haar buitenste gaslagen verliezen en als witte dwerg overblijven. Dit gebeurt echter pas over vijf miljard jaar. Een witte dwerg geeft licht, maar er vinden geen kernreacties meer plaats in de kern, zoals bij een normale ster. Een witte dwerg koelt langzaam af tot een zwarte dwerg. Het afkoelingsproces duurt tientallen miljarden jaren.

Ook neutronensterren zijn dode sterren, alleen dan een stuk compacter dan witte dwergen. Als een ster 1,4 tot drie keer zwaarder is dan de zon, dan eindigt het object zijn leven als een neutronenster. Een neutronenster bestaat geheel uit neutronen, doordat tijdens het ineenvallen van de sterkern de elektronen met de protonen versmelten. Van scheikundige elementen is dan geen sprake meer, waardoor een neutronenster eigenlijk één gigantische atoomkern wordt. Nog zwaardere sterren staat een levenseinde als preonster, quarkster of zwart gat te wachten.

Dubbelster
De neutronenster die de onderzoekers observeerden maakt deel uit van de dubbelster 4U 0614+091. Hierin draaien een neutronenster en een zuurstofrijke witte dwerg ruwweg elke 50 minuten om elkaar heen. De witte dwerg draait op zo’n kleine afstand rond de neutronenster dat het zuurstofrijke gas van de dwerg wordt weggezogen en in een schijf dicht om de neutronenster heen gaat wervelen.

Vervorming
“Normaal gesproken zenden hete zuurstofatomen röntgenstraling met een kenmerkend energieniveau uit,” zegt Oliwia Madej van de Universiteit Utrecht en SRON. “Maar door de extreme zwaartekracht en het hete gas in de schijf is de ‘vingerafdruk’ van het zuurstof in de röntgenstraling afkomstig van de neutronenster vervormd.” Uit de vervorming probeerde Madej vervolgens de binnenste straal van de zuurstofrijke schijf om de neutronenster af te leiden, wat een idee zou moeten geven van de maximale diameter van de neutronenster.

Beter begrip
“Helaas zijn de gegevens nog niet nauwkeurig genoeg om de omvang van de neutronenster nauwkeurig te kunnen bepalen,” zegt Peter Jonker. “Hiervoor moeten we langere waarnemingen doen. En als we dan ook de vingerafdrukken van ijzeratomen vinden, kunnen we door een vergelijking met de zuurstoflijn heel wat onzekerheden wegnemen, wat de analyse van systemen waar alleen ijzer is gevonden weer gemakkelijker maakt. Al met al zijn onze waarnemingen zonder twijfel een stap op weg naar een beter begrip van de extreme omstandigheden in en rond een neutronenster.”