Astrofysici van de Goethe-universiteit (Frankfurt) konden een nieuwe limiet vaststellen voor de maximale massa van neutronensterren: niet meer dan 2,16 zonsmassa's.
Neutronensterren werden voor het eerst ontdekt in de jaren zestig. en vanaf dat moment was het belangrijk om te begrijpen wat hun maximale massaliteit was. In tegenstelling tot zwarte gaten, kunnen deze sterren geen massa willekeurig krijgen.
Met een straal van 12 km en een massa van tweemaal de solaire, worden neutronensterren beschouwd als een van de dichtste objecten in de ruimte. Ze slagen erin om zo krachtige zwaartekrachtvelden te vormen dat ze kunnen concurreren met zwarte gaten. Meestal is hun massa 1,4 maal de zonne-energie, maar er zijn pulsars, zoals PSR J0348 + 0432, waarvan het cijfer 2,01 zonsmassa's bereikt.
De dichtheid van zulke sterren is verbluffend. Stel je voor dat de Himalaya in een bierpul is geperst! Maar er zijn tekenen dat een neutronenster met maximale massaliteit ineenstort in een zwart gat als je ten minste één neutron toevoegt. Om een exacte maximale limiet van massaliteit af te leiden, pasten de wetenschappers de "universele relatie" -benadering toe. Dat wil zeggen, bijna alle neutronensterren lijken op elkaar, wat betekent dat hun eigenschappen kunnen worden uitgedrukt in termen van dimensieloze grootheden. De onderzoekers combineerden universele relaties met gegevens over de signalen van een zwaartekrachtgolf en daaropvolgende elektromagnetische straling (kilon). Dit vereenvoudigt de berekeningen enorm, omdat het ze onafhankelijk maakt van de vergelijking van de staat.
Als gevolg hiervan krijgen we een uitstekend voorbeeld van de interactie van theoretisch en experimenteel onderzoek. In de nabije toekomst wordt verwacht dat zwaartekrachtgolfastronomie meer vergelijkbare gebeurtenissen zal waarnemen. Dit zal de onzekerheid verder verminderen en helpen om het gedrag van een stof onder extreme omstandigheden beter te begrijpen.
