Als je een klein beetje van de supercompacte neutronenbrij uit een neutronenster ‘bevrijdt’. Wat gebeurt er dan?

“Wat gebeurt er als je een theelepeltje materiaal uit een neutronenster haalt?” Dat vraagt Arno de Groot zich af. Een interessante kwestie, want een neutronenster is niet zomaar een ster, maar datgene wat je overhoudt als een ster die 10 tot 29 keer zo zwaar is als de zon door zijn brandstof heen is. Zo’n mega-ster explodeert dan als supernova, waarna het materiaal dat overblijft samenklontert tot een supercompacte bol met een doorsnede van slechts enkele tientallen kilometers. In het binnenste van zo’n bol is de zwaartekracht zo sterk dat de atomen waar de wereld om ons heen uit is opgebouwd, niet meer kunnen bestaan.

Lees ook:

• Hoe zwaar kan een ster worden?
• Is er iets lichter dan licht?

Neutronenbrij

Ter herinnering: een atoom is opgebouwd uit een kern van positief geladen protonen en neutrale neutronen, met daaromheen een wolk van negatief geladen elektronen. In een neutronenster worden de elektronen echter als het ware met de protonen samengeperst tot neutronen. Daardoor bestaat het binnenste van zo’n ‘ster’ vrijwel alleen nog maar uit neutronen.

Wat zou er dan gebeuren als je een theelepeltje van die supercompacte neutronenbrij – dat overigens enkele miljarden tonnen weegt – uit een neutronenster ‘bevrijdt’? “Zet het materiaal weer uit naar normale proporties?”, vraagt De Groot zich af. “En blijven het dan neutronen? Of krijg je een wolk die bestaat uit waterstof, het lichtste element? Ontstaan er ook zwaardere elementen?”

Krachtige bom

Astronoom Peter Jonker van het ruimteonderzoeksinstituut SRON en de Radboud Universiteit Nijmegen zegt niet precies te weten wat er met het theelepeltje van De Groot zou gebeuren. Wel kent hij een proces waarbij een grotere hoeveelheid neutronensterrenspul vrijkomt: een botsing tussen twee neutronensterren. Uit die mix van voornamelijk neutronen, maar ook wat overgebleven protonen en elektronen, zullen via een complex proces goud en andere zware elementen ontstaan, vertelt Jonker. Ook ontstaan er instabiele zware atoomkernen die al snel, via radioactief verval of simpelweg door in stukken te breken, in lichtere elementen veranderen.

Nemen we aan dat met het theelepeltje van De Groot hetzelfde gebeurt, dan houden we dus een bonte mix aan elementen over. Die overigens, zoals De Groot zelf al vermoedde, niet meer in dat theelepeltje zal passen. Het neutronensterrenspul verandert namelijk niet alleen van samenstelling, maar zet ook flink uit nadat het eenmaal is bevrijd – op een nogal explosieve manier, waarbij een onvoorstelbaar hoge druk ontstaat. Anders gezegd: een theelepeltje neutronenster is feitelijk een enorm krachtige bom. De Groot doet er dus goed aan om zijn vraag niet experimenteel te toetsen.

Deze vraag kon je vinden in KIJK 11/2019.

Ook een vraag voor de rubriek ‘KIJK antwoordt’? Mail hem naar [email protected]. 

Tekst: Jean-Paul Keulen

Beeld: NASA/CXC/SAO/JPL-CALTECH

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!