Geroosterd en versnipperd door een Stellar Sidekick

[univers]

Een uitgeputte ster heeft nog wat stoten te leveren. Astronomen hebben ontdekt dat een witte dwerg een begeleidend object beukt - ofwel een lichtgewicht ster of een planeet - met onophoudelijke uitbarstingen van hitte en straling plus een meedogenloze zwaartekracht die het uit elkaar scheurt.

De meeste sterren, inclusief de zon, zullen "witte dwergen" worden nadat ze geen brandstof meer hebben, uitzetten en afkoelen tot een rode reus, en dan hun buitenste lagen verliezen. Deze evolutie laat een stellaire kern achter die miljarden jaren langzaam vervaagt.

Een team van wetenschappers gebruikte NASA's Chandra X-ray Observatory en ESA's XMM-Newton om enkele ongebruikelijke röntgenactiviteit in drie witte dwergsterren te onderzoeken. Doorgaans geven witte dwergen röntgenstraling met lage energie af, die onderzoekers in hun monster zagen. Deze witte dwergen hadden echter ook verrassend heldere röntgenstraling bij hogere energieën.

Een van de witte dwergen viel op tussen deze groep. De witte dwerg KPD 0005+5106 had hoogenergetische röntgenstraling die elke 4,7 uur regelmatig in helderheid toenam en afnam. Deze terugkerende eb en vloed van röntgenstralen geeft aan dat KPD 0005+5106 een object in een baan eromheen heeft - ofwel een ster met een zeer lage massa of een planeet.

Materiaal van de lichte ster of planeet zou tegen de noord- en zuidpool van de witte dwerg kunnen botsen, waardoor een heldere plek van hoogenergetische röntgenstraling ontstaat. Terwijl de witte dwerg en zijn metgezel om elkaar heen cirkelen, zou deze hotspot in en uit het zicht gaan, waardoor de hoogenergetische röntgenstralen regelmatig toenemen en afnemen.

"We wisten niet dat deze witte dwerg een metgezel had voordat we de röntgengegevens zagen", zegt You-Hua Chu van het Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica (ASIAA) in Taiwan, die de studie leidde. "We hebben met optische lichttelescopen naar de metgezel gezocht, maar hebben niets gezien, wat betekent dat het een zeer zwakke ster, een bruine dwerg of een planeet is."

KPD 0005+5106, gelegen in ons melkwegstelsel op ongeveer 1.300 lichtjaar van de aarde, is een van de heetste bekende witte dwergsterren, met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 360.000 graden Fahrenheit. Ter vergelijking: het oppervlak van de zon is ongeveer 10.000 graden Fahrenheit.

"Dit begeleidende object is ongeveer 500.000 mijl verwijderd van de witte dwerg, slechts ongeveer een dertigste van de afstand van Mercurius tot de zon", zei co-auteur Jesús Toala van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico. "Wat dit object ook is, het wordt met hitte bestraald."

De onderzoekers keken wat er zou gebeuren als dit object een planeet zou zijn met de massa van die van Jupiter, een mogelijkheid die eerder overeenstemt met de gegevens dan een vage ster of een bruine dwerg. In hun modellen zou de witte dwerg materiaal van de planeet naar de witte dwerg trekken, een proces dat de planeet maar een paar honderd miljoen jaar zou kunnen overleven voordat het uiteindelijk wordt vernietigd. Dit gestolen materiaal wervelt rond de witte dwerg, die gloeit in röntgenstralen die Chandra kan detecteren.

"Dit is een langzame ondergang van dit object dat in feite uit elkaar wordt gescheurd door constante zwaartekracht", zegt Martín A. Guerrero, een co-auteur van het Instituut voor Astrofysica van Andalusië in Spanje. "Het zou een zeer onaangename plek zijn om te zijn."

Van de twee andere witte dwergen werd ook gedacht dat ze solitaire objecten waren, maar ze vertonen een vergelijkbare energetische röntgenstraling als KPD 0005+5106. Naar analogie suggereert dit dat ze ook zwakke metgezellen kunnen hebben, mogelijk planeten.

Microlensonderzoek - waarbij wordt gekeken naar de vergroting en afbuiging van licht van verre bronnen rond tussenliggende objecten - onder leiding van Joshua Blackman van de Universiteit van Tasmanië in Australië heeft onlangs aangetoond dat een planeet de evolutie van een witte dwerg door zijn rode reuzenfase kan overleven . De afstand tussen de witte dwerg en zijn planeet is in dat geval echter veel groter dan die van Chu en haar team, met een factor van bijna 500.

Wetenschappers zullen waarschijnlijk meer theoretische modellering van de evolutie van dubbelsterren moeten doen om te begrijpen hoe de planeet of de lichte ster zo dicht bij de witte dwerg zou kunnen komen.





https://chandra.si.edu/press/21_release ... 12221.html

https://chandra.si.edu/photo/2021/kpd0005/