Hubble: Witte dwergen kunnen er door waterstofverbranding jonger uit zien

Foto’s van M13 en M3 gemaakt met Hubble. Credit: ESA/Hubble & NASA, G. Piotto et al.

Onderzoek met behulp van de Hubble ruimtetelescoop laat zien dat witte dwergsterren er door waterstofverbranding jonger uit kunnen zien. Het gaat dat niet om verbranding in hun kern – dát deden ze in hun vorige leven, toen ze nog als sterren zoals de zon door het leven gingen – maar om verbranding (eigenlijk fusie) aan het oppervlak. Zoals mensen crèmes op hun huid smeren om er jonger uit te zien, zo kunnen witte dwerg door de oppervlakkige fusie van waterstof er dus ook jonger uit zien, aldus Jianxing Chen (Alma Mater Studiorum Università di Bologna) en z’n collegae. Pakweg 98% van alle sterren in het heelal zal eindigen als een witte dwerg en dat doen ze na hun actieve leven van kernfusie in hun centrum. Bij de zon zal dat nog zo’n vijf miljard jaar duren en daarna zal hij eerst nog een kort bestaan als rode reus hebben en als die z’n buitenlagen heeft weggeblazen resteert de kern, die als witte dwerg nog miljarden jaren kan voortbestaan. Zo’n witte dwerg evolueert ook langzaam en daarbij wordt hij aan het oppervlak steeds koeler. Maar wat blijkt nu: Chen en z’n team hebben meer dan 700 witte dwergen in twee bolvormige sterrenhopen bestudeerd, te weten de bekende bolhopen M3 en M13, en daaruit blijkt dat er in M13 naast de ‘standaard’ witte dwergen ook een populatie van witte dwergen is die nog steeds een fusie van waterstof kent, niet een fusie in de kern van de ster, maar in een dunne laag aan het oppervlak. Hun oppervlak is daardoor heter en dat zorgt er voor dat ze er jeugdiger uitzien dan ze in werkelijkheid zijn.

Door de waarnemingen te vergelijken met computersimulaties kon men zien dat in M13 (gelegen in het sterrenbeeld Hercules) maar liefst 70% van de witte dwergen zo’n verjongingskuur heeft dankzij de waterstofverbranding. Hoe het verschil met de witte dwergen in M3 (gelegen in Jachthonden) te verklaren valt is niet helemaal duidelijk, maar men vermoedt dat het te maken heeft met het feit dat er in M13 in de zogeheten horizontale tak van het Herzsprung-Russel diagram meer blauwe en hetere sterren zitten dan in M3. Probleem is nu dat ze bij de leeftijdsbepaling van witte dwergen niet meer zo maar uit kunnen gaan van hun temperatuur en lichtkracht, want de oppervlakte-waterstofverbranding kan voor een onzekerheid in de leeftijd van maar liefst een miljard jaar zorgen. Hier het vakartikel over het onderzoek aan de witte dwergen in de bolhopen M3 en M13. Bron: Hubble.

6 gedachten over “Hubble: Witte dwergen kunnen er door waterstofverbranding jonger uit zien

    • Ik dacht dat hoge druk meer een manier is om de benodigde energie te leveren, geen voorwaarde op zichzelf? We hebben toch ook kernfusie in bommen?

      Maar we zouden eigenlijk eerst moeten weten van wat voor fusie hier sprake is. Proton-proton, of CNO, of..?

      • Voorafgaand aan de explosie van een H-bom is er eerst de explosie van een A-bom. Er zal dus denk ik best wel de nodige druk noodzakelijk zijn om tot die kernfusie in de H-bom te komen.

        • Ik beschouw een waterstofbom en zijn reactie meer als een supernova, een oncontroleerbare reactie wat slechts kort duurt.
          Een witte dwerg met waterstof fusie tot helium aan de oppervlakte heeft een eeuwigdurende reactie wat vrij rustig verloopt en dus beheersbaar.
          In plaats van te leren van de kernfusie op de zon zouden we meer kunnen leren van de fusie op een witte dwerg.

          • Fusie kan pas kan gebeuren als de deeltjes van het te fuseren materiaal een zeer hoge kinetische energie hebben. Het doet er niet toe of je die energie levert via druk, temperatuur, of hoge dichtheid. Je kunt ook antimaterie gebruiken om een fusiereactie te starten, of (enorm) sterke elektrische velden.

            Een plasma laat zich makkelijker samenpersen onder hoge druk en bij plutonium is het juist makkelijker de dichtheid te verhogen om een reactie op gang te brengen. Maar wie een andere manier weet om plutonium van genoeg energie te voorzien om de kritische dichtheid te bereiken, heeft die hoge druk of temperatuur niet nodig.

            Een witte dwerg kan nova gaan. Kan een heliumflits ondergaan. Dat zijn geen beheerste langdurende fusiereacties maar runaway reacties. Daarom is het echt nodig eerst te weten van welk fusieproces er hier nou sprake is.

            Ik heb de paper inmiddels een beetje bekeken. De onderzoekers hebben het over ‘stable’ en ‘hydrogen burning’, dus het ligt voor de hand dat – gegeven de lage massa van witte dwergen – het proces waaraan ze refereren dezelfde proton-proton cyclus is als de zon gebruikt.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.