De korst van een neutronenster is 10 miljard keer sterken dat staal, zo blijkt uit nieuwe simulaties. Dat maakt het oppervlak van deze ultradichte sterren stevig genoeg om standvastige "bulten" aan het oppervlak te ondersteunen, die zwaartekrachtgolven kunnen produceren die op aarde detecteerbaar zijn. Een neutronenster bestaat uit de achtergebleven kern van een ster die geëxplodeerd is als supernova. Zo'n kern heeft een ongelooflijk hoge dichtheid: ze pakken de massa van de zon samen in een bol van slechts 20 kilometer in doorsnede.

Daarnaast kunnen ze honderden keren per seconde om hun as draaien. Als gevolg van hun extreme zwaartekracht en omwentelingsnelheid kunnen neutronensterren mogelijk grote rimpels in de ruimtetijd produceren - maar alleen als aan het oppervlak bulten of andere imperfecties voorkomen, die de neutronenster een asymmetrische vorm geven. Er zijn verschillende mechanismen voorgesteld om dergelijke bulten te produceren. Zo zou de ster bijvoorbeeld materie kunnen overhevelen van een begeleidende ster, waarbij de materie vervolgens onevenwichting over het oppervlak van de neutronenster verspreid wordt. Deze resulterende bulten zouden, theoretisch gezien, voor langere tijd stabiel kunnen zijn.

Neutronensterren worden geacht te bestaan uit een vloeibare "soep" van neutronen, bedekt met een krokante korst van kristalvormige atoomkernen (neutronen en wat protonen) en overgoten met een uiterst dunne "atmosfeer" van losse elektronen. Eén van de grootste vraagstukken binnen deze kwestie was de sterkte van deze korst. Zou deze werkelijk een berg kunnen ondersteunen, of zal de korst simpelweg instorten onder het gewicht?

Aangezien laboratoriumexperimenen onmogelijk de extreme omstandigheden van een neutronenster kunnen repliceren, heeft men aangenomen dat de sterkte van de korst vergelijkbaar zou zijn met die van de sterkste substanties op aarde. Nieuwe computersimulaties hebben echter uitgewezen dat de sterkte van de korst van een neutronenster veel hoger moet zijn.



Materialen zoals gesteente en staal kunnen breken bij een bepaalde druk, aangezien de samenstellende kristallen gaten en andere imperfecties kunnen vertonen, welke met elkaar verbonden kunnen worden. Dit zal resulteren in een netwerk van scheuren en barsten, die uiteindelijk zal bezwijken onder de heersende druk. De enorme druk binnen een neutronenster doet de meeste imperfecties echter uitvlakken, waardoor uitzonderlijk gave kristallen gevormd kunnen worden. Deze zijn veel lastiger te breken: een blok neutronenster-korst kan 20 keer sterker vervormd worden dan een blok roestvrij staal, alvorens te breken.

Echter kunnen de atomen in zo'n korst veel dichter opeen gepakt worden dan bij staal, waardoor de benodigde druk voor het bereiken van het breekpunt 10 miljard keer hoger ligt! Een sterkere korst betekent dat een neutronenster grotere bulten kan ondersteunen dan gedacht: een "berg" zou 10 centimeter boven het oppervlak kunnen uitrijzen! Dit lijkt misschien niet veel, maar als gevolg van de enorme zwaartekracht van een neutronenster is dit vergelijkbaar met Mount Everest aan het oppervlak van een dwergplaneet.

Al met al zal de maximale hoogte van een berg op een neutronenster 10 keer hoger zijn dan geacht. Dit betekent dat de zwaartekrachtgolven die geproduceerd kunnen worden 100 keer krachtiger zijn dan gedacht, waardoor ze gemakkelijk te detecteren moeten zijn door experimenten aan het aardoppervlak, zoals de Amerikaanse Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory of LIGO.

Bron: New Scientist