Samensmeltende witte dwergen kunnen superreus vormen

Weer wat nieuws: het vermoeden bestaat dat twee soorten van superreuzen, te weten de zogenaamde waterstof-lozen (in het Engels hydrogen-deficient, afgekort HdC; wie een betere Nederlandse vertaling weet mag het zeggen) en de R Coronae Borealis-sterren (afgekort RCB-sterren), hun bestaan te danken hebben aan witte dwergsterren. De RCB-sterren hebben ook veel koolstof en zijn veranderlijk in lichtkracht. De twee soorten zijn erg zeldzaam: in het hele Melkwegstelsel zijn er slechts enkele tientallen van die sterren gevonden. Beiden hebben zeer weinig waterstof (zoals uit de naam van de eerste soort moge blijken) en ze hebben ook veel zuurstof. Geen gewone zuurstof, maar het isotoop zuurstof-18. Gewoonlijk heeft zuurstof 8 neutronen en 8 protonen in z’n kern, maar deze variant heeft 10 neutronen en dat maakt ‘m zeldzaam. De superreuzen van genoemde soorten hebben de zuurstof 18 variant tot wel duizend keer de normaal waargenomen hoeveelheden in sterren. Aldus waarnemingen verricht met de Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) op de 8-meter Gemini-Zuid telescoop in Chili. Met de waarneming van de GNIRS in de hand gingen de theoretici allerlei simulaties uitvoeren om te kijken welke evolutie de superreuzen moeten hebben meegemaakt om de waargenomen hoeveelheid zuurstof-18 te verklaren. Men kwam uit bij een ‘oude’ theorie die al in 1984 door Prof. Ronald F. Webbink (Universiteit van Illinois) is opgesteld. Die theorie zegt dat de RCB-sterren hun oorsprong hebben in het samensmelten (‘merge’) van twee witte dwergen.

Witte dwergen zijn de eindstadia van sterren vergelijkbaar met onze Zon. Als de waterstof in de kern op is gaat de ster over op de verbranding van helium. De buitenlagen zetten daarbij uit en er ontstaan een rode reus. Als het helium op is dan is de kern te licht om over te gaan op een nieuwe verbranding. De kern stort in en er ontstaat een witte dwerg, een kleine compacte ster ter grootte van de Aarde. Normaal zou zo’n witte dwerg een jaar of 25 miljard verder kunnen vegeteren, maar het verandert als er een andere witte dwerg in de buurt is. Dan kunnen ze elkaar beïnvloeden en zelfs volgens de theorie van Webbink samensmelten. De ontstane ster zou weer genoeg massa hebben om nucleair te ontbranden en een nieuwe fase als superreus ingaan. Een korte animatie hiervan is hiernaast te zien (gelieve daarvoor even op het plaatje te klikken). Bron: Gemini.