X-ray bursts - kernexplosies op neutronensterren

Deze web-pagina bevat de dia's en additionele informatie bij de populaire lezing 'X-ray bursts - kernexplosies op neutronensterren', gehouden in 2010 voor enkele KNVWS afdelingen. Verdere vragen? email mij!

Korte samenvatting

X-ray bursts zijn thermonucleaire kernexplosies die met enige regelmaat in de buitenste schillen van ongeveer 90 accreterende neutronensterren in onze Melkweg gebeuren. Ze kunnen, vanwege de oppervlaktetemperatuur van enkele tientallen miljoenen graden Kelvin, het beste in roentgenlicht worden bestudeerd. Neutronensterren bevatten de meest compacte materie in het waarneembare heelal. Hun bestudering, door middel van o.a. X-ray bursts, levert in de toekomst mogelijk interessante handvaten tot een vervollediging van de theorie van de sterke kernkracht ('QCD') bij zeer hoge dichtheden.

Dia's en films bij lezing

Een pdf bestand met de dia's van de lezing is te vinden door te klikken op deze link (22 MB). Dit bestand is een gestripte versie van de vertoonde dia's; met name films zijn eruit gehaald. Die kunnen beter elders worden gedownload, zoals:
  • Inzoomen op de Kattepootnevel
  • Inzoomen op de bolhoop Terzan 5
  • Inzoomen op de Crabnevel
  • Films Crab pulsar nevel
  • Films over kromming ruimte rondom neutronensterren
  • Pulsars op geluid
  • UKAFF accretion disk
  • Burst die accretieschijf opblaast (NASA film, met dank aan Tod Strohmayer)
  • Wervelstorm op neutronenster, ofwel begin van kernexplosie (met dank aan Anatoly Spitkovsky)
  • Bookmarks over X-ray bursts

    Belangrijke experimenten voor onderzoek aan X-ray bursts

  • Astronomische Nederlandse Satelliet (ANS) (1974-1976): hiermee werden X-ray bursts ontdekt door John Heise en Josh Grindlay bij SRON
  • SAS-3 (1975-1979): eerste grote gegevensstroom van X-ray bursts, bestudeerd door Walter Lewin e.a. bij MIT
  • EXOSAT (1983-1986): het werkterrein van met name Jan van Paradijs in Amsterdam
  • COMIS-TTM on Mir space station (1988-1999): ontdekking van enkele nieuwe bursters door SRON'ers John Heise en Jean in 't Zand
  • WFCs on BeppoSAX (1996-2002): ontdekking van tientallen nieuwe bursters en van superbursts en intermediate duration bursts door Jean in 't Zand, Remon Cornelisse, John Heise e.a.
  • Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)(1996-): ontdekking van burst oscillaties van ongeveer 15 bursters, eerste meting van snelle rotatieperioden (tot 1.8 ms) van accreterende neutronensterren (itt radiopulsars die niet accreteren)
  • Wetenschappelijke artikelen

  • C.J. Hansen & H.M. van Horn (1975): Steady-state nuclear fusion in accreting neutron-star envelopes (ApJ 195, 735) [first calculation on shell burning on NSs]
  • J.E. Grindlay et al. (1976): Discovery of intense X-ray bursts from the globular cluster NGC 6624 (ApJ 205, L127) [discovery first X-ray burst]
  • S. Woosley & R. Taam (1976): Gamma-ray bursts from thermonuclear explosions on neutron stars (Nat 263, 101) [first explanation type-I bursts, albeit for GRBs!]
  • Fujimoto et al. (1981): Shell flashes on accreting neutron stars and X-ray bursts (ApJ 247, 267) [first comprehesensive paper on flashes]
  • Strohmayer et al. (1996): Millisecond X-Ray Variability from an Accreting Neutron Star System (ApJ 469, L9) [discovery burst oscillations]
  • Cornelisse et al. (2000): The longest thermonuclear X-ray burst ever observed? (A&A 357, L21) [discovery superbursts]
  • Cumming & Bildsten (2001): Carbon Flashes in the Heavy-Element Ocean on Accreting Neutron Stars (ApJ 559, L127) [explanation superbursts in non-ultracompact LMXBs]
  • Schatz et al. (2001): End Point of the rp Process on Accreting Neutron Stars (PhRL 86, 3471) [extending the endpoint from Fe to Te]
  • Strohmayer & Bildsten (2003): New Views of Thermonuclear Bursts (To appear in Compact Stellar X-Ray Sources, eds. W.H.G. Lewin and M. van der Klis, Cambridge University Press) [latest review]
  • in 't Zand et al. (2005): On the possibility of a helium white dwarf donor in the presumed ultracompact binary 2S 0918-549 (A&A 441, 675) [discovery intermediate duration bursts]
  • in 't Zand & Weinberg (2010): Evidence of heavy-element ashes in thermonuclear X-ray bursts with photospheric superexpansion (submitted) [discovery superexpansion phenomenon]
  • Verder interessante links:

  • Lijst van nu bekende bursters in de Melkweg
  • Cole Miller's neutron star pages
  • Nemiroff's virtual trips to neutron stars
  • Thermonuclear reaction rates
  • Nucleus factory
  • Robert Irion's superburst article for Science Magazine
  • Recent wetenschappelijk boek over neutronensterren

  • Jean in 't Zand / jeanz@sron.nl, 27 november, 2010