Samensmelting van sterren zal uitmonden in een supernova-explosie

Astronomen die gebruik maken van ESO-faciliteiten en telescopen op de Canarische Eilanden hebben twee verrassend zware sterren ontdekt in het hart van de planetaire nevel Henize 2-428. De twee om elkaar draaiende sterren zullen elkaar naar verwachting steeds dichter naderen. En wanneer ze over ongeveer 700 miljoen jaar met elkaar samensmelten, bevatten ze genoeg materie om een enorme supernova-explosie te veroorzaken. Deze resultaten verschijnen op 9 februari 2015 online in het tijdschrift Nature.

Het team astronomen, onder leiding van Miguel Santander-Garcá­a (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Spanje; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), Madrid, Spanje), heeft een hecht tweetal witte dwergsterrenontdekt – kleine, extreem compacte stellaire overblijfselen – die samen ongeveer 1,8 keer zoveel massa hebben als de zon. Het is de zwaarste dubbelster van dit type die tot nu toe is ontdekt ^[1]De Chandrasekhar-limiet schrijft voor dat een witte dwergster niet zwaarder kan zijn dan 1,4 zonsmassa. Als die massa wordt overschreden, stort de ster onder invloed van zijn eigen zwaartekracht … Lees verder en wanneer deze twee sterren in de toekomst met elkaar samensmelten, zal dat een thermonucleaire explosie veroorzaken die zal uitmonden in een supernova van type Ia ^[2]Supernova’s van type Ia ontstaan wanneer een witte dwergster extra massa vergaart – ofwel door materie van een stellaire begeleider aan te trekken ofwel door met een andere witte dwerg … Lees verder.

Het team dat dit zware duo heeft opgespoord, zocht eigenlijk naar de oplossing van een ander probleem. De astronomen wilden weten waarom sommige sterren aan het eind van hun leven zo’n vreemd gevormde, asymmetrische nevel produceren. Een van de objecten die ze onderzochten was de ongewone planetaire nevel ^[3]Planetaire nevels hebben niets met planeten te maken. De naam is ontstaan Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2 in de achttiende eeuw, toen uit waarnemingen met kleine telescopen bleek dat sommige van … Lees verder Henize 2-428.

‘Toen we de centrale ster van dit object met ESO‘s Very Large Telescope bekeken, ontdekten we niet één, maar twee sterren in het hart van deze merkwaardig scheve gloeiende wolk,’ zegt mede-auteur Henri Boffin van ESO.

Dit bevestigt de theorie dat een centrale dubbelster de vreemde vorm van sommige planetaire nevels kan verklaren. Maar er werd nog een andere interessante ontdekking gedaan.

‘Vervolgwaarnemingen met telescopen op de Canarische Eilanden stelden ons in staat om de omloopbanen van de twee sterren te bepalen, en daaruit zowel de massa‘s van de twee sterren als hun onderlinge afstand af te leiden. Toen kwam de grootste verrassing,’ vertelt teamlid en mede-auteur Romano Corradi van het Instituto de Astrofá­sica de Canarias (Tenerife, IAC).

Ze ontdekten dat beide sterren iets minder massa hebben dan onze zon, en dat zij in vier uur om elkaar wentelen. Dat betekent dat hun onderlinge afstand zo klein is dat ze, volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie, gravitatiegolven uitzenden. Hierdoor spiralen ze geleidelijk naar elkaar toe en zullen ze over uiterlijk 700 miljoen jaar samensmelten tot één ster.

De resulterende ster zal zoveel massa hebben, dat niets hem ervan kan weerhouden om ineen te storten en vervolgens als supernova te exploderen. ‘Tot nu toe was het ontstaan van supernova‘s van type Ia door de samensmelting van twee witte dwergen niet meer dan een theorie,’ aldus mede-auteur David Jones, die ten tijde van de waarnemingen ESO Fellow was. ‘De twee sterren in Henize 2-428 zijn het echte werk!‘

‘Het is een uiterst raadselachtig stelsel,’ concludeert Santander. ‘Het zal grote gevolgen hebben voor het onderzoek van supernova‘s van type Ia, die veel worden gebruikt om astronomische afstanden te meten, en een cruciale rol hebben gespeeld bij de ontdekking dat de uitdijing van het heelal aan het versnellen is ten gevolge van de donkere energie.‘ Tenslotte nog een video met een artist’s impression van de twee samensmeltende witte dwergsterren die een supernova van type Ia veroorzaken.

Bron: ESO.