28 november 2022

Cataclysmisch systeem ontdekt met de kortste omlooptijd nu bekend: 51 minuten

Impressie van een cataclysmische variabele ster (de witte dwerg rechts) en de begeleidende ster (links). Credit: M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

Sterrenkundigen hebben een zogeheten cataclysmische variabele ontdekt met de kortste omlooptijd die nu bekend is: in het systeem heb je een compacte witte dwerg (pakweg een halve zonsmassa gepropt in een bol zo groot als de aarde) waar een gewone ster vlakbij staat en beiden draaien in slechts 51 minuten om een gemeenschappelijk zwaartepunt. Zo’n cataclysmische variabele ster kan op bepaalde momenten enorm in lichtkracht toenemen omdat de witte dwerg materie aantrekt van de gewone ster en die materie (vooral waterstofgas) zich ophoopt in de snel roterende accretieschijf om de witte dwerg en dan op een gegeven moment de temperatuur hoog genoeg is om tot fusie te komen. De cataclysmische variabele in kwestie heet ZTF J1813+4251, zo genoemd omdat hij ontdekt is met de Zwicky Transient Facility (ZTF), welke gebruik maakt van de telescoop van het Palomar Observatorium in Californië. Door beide sterren – gelegen op 3.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Hercules – goed in de gaten te houden zagen ze de ster gezien vanaf de aarde eens per 51 minuten voor de witte dwerg langs schuiven en zo konden ze de omloopperiode bepalen. Het is de korste omloopperiode voor zover nu bekend van een cataclysmische variabele. Met het W.M. Keck Observatorium op Hawaï en de Gran Telescopio Canarias (GTC) konden ze ZTF J1813+4251 verder bestuderen en daaruit kwam naar voren dat de witte dwerg 100 keer kleiner dan de zon is en half zo zwaar, de ster er vlakbij is ongeveer tien keer kleiner dan de zon en net zo zwaar.

Nog een impressie van een witte dwerg, die materie van een andere ster aantrekt. Credit: Caltech/Zwicky Transient Facility.

Met deze metingen hebben de sterrenkundigen, die onder leiding stonden van Kevin Burdge (MIT), vervolgens simulaties uitgevoerd van wat het systeem vandaag waarschijnlijk doet en hoe het zich de komende honderden miljoenen jaren zou moeten ontwikkelen. Ze concluderen dat de sterren zich momenteel in een overgangsfase bevinden en dat de zonachtige ster een groot deel van zijn waterstofatmosfeer ‘doneert’ aan de vraatzuchtige witte dwerg. De zonachtige ster zal uiteindelijk worden uitgekleed tot een overwegend dichte, heliumrijke kern. Over nog eens 70 miljoen jaar zullen de sterren nog dichter naar elkaar toe migreren, met een ultrakorte baan van slechts 18 minuten, voordat ze beginnen uit te zetten en uit elkaar te drijven. In Nature verscheen dit vakartikel er over. Bron: MIT.

Comments

  1. J.A. Tazelaar zegt

    wat als de witte dwerg de Chandrasekarlimiet (1,4 zonsmassa’s) overschrijdt? Hij zou dan immers moeten exploderen tot een klasse 1 supernova.

    • Ja dat klopt, dan wordt het een type Ia supernova.

      • Ik lees in het verhaal dat de totale massa samen ca. 1,5 zonmassa bedraagt, dat wordt dus krap aan voor een supernova. M.i. houdt het stelen van massa op zodra ze beiden evenveel massa hebben en uiteindelijk fuseren ze dan door het effect van getijdewerking (massaverlies door gravitatie golven) als het tegen die tijd aan resterende massa ontbreekt. Tja, je steekt wat op bij Astroblogs Arie…..

  2. Nico, waarom denk je dat het stelen van massa ophoudt op het moment dat beide objecten even zwaar zijn?
    Het nu lichtste object, een Witte dwerg (gedegenereerde massa, hoge oppervlakte zwaartekracht) zal net zo lang blijven snoepen van het nu zwaardere object (fusie ster met soort van atmosfeer) tot de brandstof van die fusie ster op is.
    Op dat moment is daar geen fusie meer mogelijk, daalt de temperatuur/druk en stort de fusiester in tot (eveneens) een witte dwerg. Hoe de massa verdeling dan is, is voor ons nog niet te voorspellen.

    Volgens het artikel zouden beide witte dwergen over 70 miljoen jaar beginnen ‘uit te zetten’ en uit elkaar te drijven.
    Eerlijk gezegd heb ik daar geen voorstelling bij: in zie daar geen drijvende kracht achter… M.i. klappen ze dan zoals jij al beschrijft op elkaar. De vraag is hoeveel totale massa er dan nog is; of ze over de Chandrasekar limiet heen steken.

    Groet, Paul

  3. Nog een aanvulling Paul, volgens dit model gaat de transfer van massa in deze binary gewoon door, ook nadat de donor kleiner is geworden dan de ontvanger, maar wel gereduceerd… (Algol binary) http://lifeng.lamost.org/courses/astrotoday/CHAISSON/NAV/FRAMESET/FRAME20/IDX20-06.HTM

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: