Met de VTL-telecoop in Chili hebben Europese astronomen voor het eerst aangetoond dat er een magnetar is voortgekomen uit een ster die zeker veertig keer zo zwaar was als onze Zon. Dit strijdt met bestaande theorieën over sterrenevolutie en roept de fundamentele vraag op hoe zwaar een ster nu echt moet zijn om een zwart gat te worden, zo heeft de Europese Zuidelijke Sterrenwacht ESO meegedeeld.

De astronomen loerden naar de bijzondere sterrenhoop Westerlund 1, op een afstand van 16.000 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Ara (Altaar), de meest nabije 'supersterrenhoop'. Hij bevat honderden zeer zware sterren, waarvan sommige bijna een miljoen keer zo veel licht produceren als onze Zon en bijna tweeduizend keer zo groot zijn. Naar schatting 3,5 tot 5 miljoen jaar oud is Westerlund 1 een fantastische 'dierentuin' van de meest uiteenlopende, exotische sterren. Zij hebben één ding gemeen: ze zijn vrijwel gelijktijdig ontstaan uit één en hetzelfde stervormingsproces.
 

De sterrenhoop bevat een van de weinige magnetars in ons Melkwegstelsel. Een magnetar is een soort neutronenster met een ongelooflijk sterk magnetisch veld - duizend biljoen keer zo sterk als dat van de Aarde. Het object is ontstaan nadat een zware ster een supernova-explosie heeft ondergaan. Dat hij tot deze sterrenhoop behoort, brengt de astronomen tot de opmerkelijke conclusie dat deze magnetar moet zijn ontstaan uit een ster die zeker veertig keer zo zwaar was als de Zon.

Aangezien alle sterren in Westerlund 1 even oud zijn, kan de ster die na zijn ontploffing een magnetar achterliet dus nooit langer hebben geleefd dan de overige sterren in de sterrenhoop. "Omdat de levensduur van een ster direct afhankelijk is van zijn massa - hoe zwaarder de ster, des te korter zijn leven - kunnen we er zeker van zijn dat de korter levende ster, die magnetar werd, nóg zwaarder moet zijn geweest,' aldus teamleider Simon Clark.
 

Uit een massabepaling van de dubbelster W13 in Westerlund 1 volgde dat de magnetar geworden ster zeker veertig keer zo zwaar moet zijn geweest als onze Zon. Daarmee is voor het eerst aangetoond dat magnetars uit sterren kunnen ontstaan die zo zwaar zijn, dat ze normaal gesproken een zwart gat zouden moeten vormen. Tot nog toe werd verondersteld dat sterren met beginmassa's van 10 tot 25 Zonsmassa's neutronensterren vormen, en sterren van meer dan 25 Zonsmassa's zwarte gaten.
 

"Deze sterren moeten meer dan negentig procent van hun massa kwijtraken voordat zij als supernova exploderen, anders zouden zij een zwart gat vormen",' zegt onderzoeker Ignacio Negeruela. "Zo'n enorm massaverlies vóór de eigenlijke explosie vormt een grote uitdaging voor de bestaande theorieën over de evolutie van sterren".
 
"Dit roept dus de netelige vraag op hoe zwaar een ster moet zijn voordat hij ineenstort tot een zwart gat, als sterren van meer dan veertig Zonsmassa's daar al niet in slagen",' merkt Norbert Langer op.
 

Het ontstaansmechanisme waaraan de astronomen de voorkeur geven, gaat ervan uit dat de magnetar geworden ster - de zogeheten voorloper - bij zijn ontstaan gezelschap had van een andere ster. In de loop van hun evolutie zou de voorloper enorme hoeveelheden materie aan die begeleider hebben overgedragen. Dat er op dit moment geen ster in de buurt van de magnetar te vinden is, kan komen doordat de vermeende dubbelster door de supernova-explosie gescheiden is, waarna de magnetar en zijn begeleider met hoge snelheid uiteen zijn gegaan.
 
Als dat het geval is, kan dat betekenen dat de massaoverdracht in dubbelstersystemen een sleutelrol speelt bij de evolutie van sterren - bij dit ultieme kosmische 'afslankplan' kunnen zware sterren meer dan 95 procent van hun oorspronkelijke massa kwijtraken", besluit Clark. (belga/sps)