Twee 'dode' sterren fuseren en...komen weer tot leven

[univers]

Opname van J005311:
Het werd opgenomen in het infraroodbereik. (c) Vasilii Gvaramadze / Moscow University

Astrofysici van de Universiteit van Bonn hebben samen met collega's uit Moskou een ongewoon hemellichaam geïdentificeerd. Het is waarschijnlijk het product van de fusie van twee sterren lijken. Na een paar miljarden jaren dansen, zijn deze zogenaamde witte dwergen samengevoegd. In de nabije toekomst zou hun ontwikkeling eindelijk kunnen eindigen - met een enorme knal. De onderzoekers presenteren hun bevindingen nu in het tijdschrift Nature.

Het uiterst zeldzame fusieproduct werd ontdekt door wetenschappers van de Universiteit van Moskou. Ze hadden een gasmist gemaakt op telescopische beelden, met in het midden een heldere ster. "Verbazingwekkend is echter dat de structuur bijna uitsluitend infraroodstraling en geen zichtbaar licht uitzendt, zoals de foto's van onze Moskouse collega Vasilii Gvaramadze laten zien. Götz Gräfener van het Argelander Instituut voor Astronomie (AIfA) aan de Universiteit van Bonn. "Dat sprak al voor een ongewone geschiedenis."

In Bonn werd het spectrum van straling uitgezonden door nevel en ster in detail geanalyseerd. Op deze manier konden de AIfA-onderzoekers aantonen dat het enigmatische hemellichaam noch waterstof noch helium bevatte. Een kenmerkend kenmerk van witte dwergen: zonachtige sterren genereren hun energie door de versmelting van waterstofkernen. Wanneer de waterstof wordt verbruikt, gebruiken ze helium als brandstof. Ze kunnen echter nog geen zwaardere elementen smelten - hun massa is onvoldoende om de nodige hoge drukken en temperaturen te produceren. Zodra het helium op is, gaan ze naar buiten en koelen af. Het zijn dan witte dwergen.

Meestal is haar verhaal voorbij. Maar niet in J005311 - dus de wetenschappers hebben hun vondst in het sterrenbeeld Cassiopeia, 10.000 lichtjaren van de aarde gedoopt. "We vermoeden dat er zich vele miljarden jaren geleden twee witte dwergen daar in de nabijheid hebben gevormd", legt Prof. Dr. med uit. Norbert Langer van AIfA. "Ze cirkelden om elkaar heen en creëerden exotische vervormingen van ruimte-tijd, zwaartekrachtgolven genaamd." Tijdens dit proces raakten ze geleidelijk aan hun energie kwijt. In ruil daarvoor werd de straal van hun koppeldans kleiner en kleiner totdat ze uiteindelijk samensmolten.


Opnamen van J005311:
Afbeeldingen a en b werden genomen in het infraroodbereik, afbeelding c in zichtbaar licht. Daar is de mist niet zichtbaar, wat wijst op een ongewone geschiedenis. (c) Vasilii Gvaramadze / Moscow University

Slechts vijf van deze objecten in de hele Melkweg

Hun totale massa was echter voldoende om zwaardere elementen samen te smelten dan waterstof of helium. De Starfire glinsterde weer. "Zo'n gebeurtenis is uiterst zeldzaam", benadrukt Gräfener. "Er zijn waarschijnlijk niet eens een dozijn dergelijke objecten in de Melkweg, en we hebben er een ontdekt."

Een extreme meevaller dan. Toch zijn de onderzoekers ervan overtuigd dat ze gelijk hebben met hun interpretatie. Ten eerste schijnt de ster in het midden van de nevel 40.000 keer zo helder als de zon, veel helderder dan een enkele witte dwerg. Bovendien geven de spectra aan dat J005311 een extreem sterke stellaire wind heeft - dit is de materiestroom die van het oppervlak komt. Zijn motor is de straling die wordt gegenereerd tijdens het "verbrandingsproces". De wind in J005311 is echter zo snel met een snelheid van 16.000 kilometer per seconde dat deze factor alleen niet genoeg is om het uit te leggen. Gefuseerde witte dwergen hebben echter een zeer sterk roterend magnetisch veld. "Onze simulaties laten zien dat dit veld werkt als een turbine, die bovendien de sterwind versnelt", zegt Gräfener.

Overigens zal de heropleving van J005311 niet lang duren. Spoedig zal de ster alle elementen hebben verbrand om te strijken en dan uit te gaan. Sinds de massa wordt verhoogd door de fusie van twee witte dwergen tot meer dan het dubbele van de zon, dan zal een speciale lot hem overkomen: onder invloed van zijn eigen zwaartekracht, zal de ster uit elkaar vallen. Tegelijkertijd smelten de elektronen en protonen van zijn materie samen in neutronen. De resulterende neutronenster heeft slechts een fractie van de vorige uitbreiding - hij meet dan een paar kilometer in diameter, maar weegt veel meer dan het hele zonnestelsel.

Zonder enige tromgeroffel neemt J005311 echter geen afscheid: de instorting gaat waarschijnlijk gepaard met een enorme knal, een zogenaamde supernova-explosie.

https://www.uni-bonn.de/neues/119-2019?set_language=en