17 AUGUSTUS 1995 NRC

Verbergen millisecondepulsars hun ware leeftijd?
George Beekman

Astronomen hebben in het afgelopen decennium een paar dozijn sterretjes ontdekt die enkele honderden malen per seconde om hun as wentelen. Deze millisecondepulsars hebben een diameter van slechts enkele kilometers en bestaan vrijwel geheel uit neutronen. In dit opzicht zijn ze identiek aan de gewone pulsars, waarvan de meeste enkele malen per seconde om hun as wentelen. De aanduiding 'pulsar' slaat op de gepulste radiostraling die zij uitzenden. Deze pulsen zijn te meten wanneer de bundels radiostraling die de pulsars aan hun polen de ruimte in zenden toevallig langs de aarde strijken.

De leeftijd van een millisecondepulsar wordt gewoonlijk afgeleid van zijn rotatiesnelheid en de mate waarin die afneemt. Beide zijn heel nauwkeurig af te leiden uit de frequentie van de radiopulsen. Bij pulsars met een begeleider kan de leeftijd ook worden afgeleid uit de ouderdom van de begeleider, omdat die samenhangt met het ontstaan van de pulsar. Nu hebben astronomen echter een millisecondepulsar plus begeleider ontdekt die volstrekt tegenstrijdige leeftijden laten zien. De pulsar, J1012+5307, draait 200 maal per seconde om zijn as en zou dus 3 miljard jaar oud moeten zijn. Maar zijn begeleider is slechts 300 miljoen jaar oud (Nature 376, p. 393).

Volgens de ontdekkers moet de millisecondepulsar zelf ook 300 miljoen jaar oud zijn. Het lijkt er op dat men de leeftijd van deze pulsars tot nu toe vaak sterk heeft overschat. Maar als vele pulsars veel jonger blijken te zijn, moet hun geboortefrequentie veel hoger zijn om het aantal waargenomen pulsars te kunnen verklaren. Maar de geboortefrequentie van supersnelle pulsars lijkt al onverklaarbaar hoger te zijn dan die van hun voorlopers.

Volgens de Amerikaanse astronoom Charles D. Bailyn 'betekent dit alles een zekere steun voor een alternatieve theorie voor het ontstaan van millisecondepulsars'.
De meeste astronomen denken dat een millisecondepulsar aanvankelijk een gewone pulsar was, die door een begeleider is 'opgezwiept'. Materie van een begeleider zou met grote snelheid naar de pulsar toe spiraliseren, die daardoor steeds meer impulsmoment krijgt.

In de afgelopen jaren is onder meer door Charles Bailyn een andere theorie naar voren gebracht: op zijn minst een aantal millisecondepulsars zou een witte dwerg zijn geweest. Zo'n wat grotere en minder compacte ster zou door het opslokken van materie van een begeleider uiteindelijk onstabiel kunnen worden en in één keer samentrekken tot neutronenster, die veel sneller om zijn as zou draaien. Zo'n ontstaanswijze zou het probleem van de geboortefrequentie opeens een stuk kleiner maken.