Atlas van 1,3 miljoen dubbelsterren in de buurt van de zon gepubliceerd  

Collage van dubbelsterren in de buurt van de zon. Credit: Gaia Survey.

Doctoraalstudent Kareem El-Badry (Universiteit van Californië in Berkeley) en z’n collega’s hebben op basis van gegevens van de Europese Gaia satelliet een driedimensionale kaart gemaakt waarop maar liefst 1,3 miljoen dubbelsterren te zien zijn, die zich binnen een afstand van 3000 lichtjaar van de aarde bevinden. Pakweg de helft van alle zonachtige sterren maakt deel uit van zo’n binair systeem. Een eerdere catalogus van dubbelsterren in de buurt van de zon, gemaakt op basis van de voorganger van Gaia, de (niet meer werkende) Hipparcos satelliet, telde slechts 200 dubbelsterren (weliswaar binnen een gebied tien keer zo klein), een schril contrast met de nieuwe catalogus/kaart.

Het lichte gebied links van het centrum van de Melkweg stelt de regio voor rondom de zon met een straal van 3000 lichtjaar. Credit: Kareem El-Badry/UC Berkeley and Jackie Faherity/ AMNH.

El-Badry’s kaart geeft een goed inzicht in de evolutie van sterren, want naast zonachtige sterren zijn er ook zo’n 17.000 dubbelsteren die een witte dwerg bevatten. En veel systemen bevatten ook exoplaneten, die als Tatooine-achige planeten om de twee sterren draaien. De atlas van El-Badry bevat om precies te zijn 1400 dubbelsterren waarbij allebei de sterren witte dwergen zijn, 16.000 bevatten een witte dwerg en een andere soort ster. Voor toekomstig onderzoek wil El-Badry zich et name richten op de dubbelsterren met ‘’een of twee witte dwergen. Die zijn namelijk makkelijker te traceren qua ouderdom dan zonachtige sterren – hoofdreekssterren zoals de zon kunnen er miljarden jaren hetzelfde uitzien en dezelfde eigenschappen hebben, terwijl bij witte dwergen de oppervlaktetemperatuur een goede graadmeter voor de leeftijd is.

Het welbekende HR diagram, links van de met Hipparcos gevonden dubbelsterren, rechts van Gaia. Credit: Kareem El-Badry.

Door dat vervolgonderzoek willen El-Badry en z’n collega’s meer te weten komen over de evolutie van dubbelsteren. Zo blijkt bijvoorbeeld dat de sterren van dubbelsterren ongeveer even zwaar zijn – identieke tweelingen zoals hij ze noemt. En dat is eigenlijk vreemd, want de sterren staan vaak ver van elkaar vandaag, honderden of duizenden astronomische eenheden (1 AE=afstand aarde-zon, 149 miljoen km), dus je zou eerder verschillende sterren verwachten met willekeurige massa. Kennelijk ‘weten’ de compagnons elkaars massa en beïnvloeden ze die wederzijds. Wellicht stonden ze eerder in hun ontstaansperiode dichter bij elkaar, maar zijn ze door gravitationele invloeden verder uit elkaar gedreven. Hier is het vakartikel over de atlas van nabije dubbelsterren, gereed voor publicatie in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Science Daily.

Zware dubbelsterren groeien al op jonge leeftijd snel naar elkaar toe

De snelheidsdispersie van sterren in verschillende clusters als functie van hun leeftijd. De correlatie is aangegeven met de zwarte lijn. Rechts is de snelheidsdispersie vertaald naar een kortste omlooptijd van een dubbelster in het cluster. Credit: Ramírez-Tannus et al./MPIA.

Een team van sterrenkundigen, met onder anderen de UvA-astronomen Frank Backs en Hanneke Poorta, heeft ontdekt dat zware sterren die samen rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien, in wijde banen worden geboren maar al binnen een miljoen jaar snel naar elkaar toe bewegen. De meeste zware sterren vormen paren, maar tot nu toe was niet bekend hoe deze dubbelsterren worden gevormd. Het resultaat van het onderzoek onder leiding van María Claudia Ramírez-Tannus van het Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg (Duitsland), verschijnt vandaag in Astronomy & Astrophysics.

Sterren worden geboren in groepen (clusters) binnen gas- en stofwolken. Een relatief klein aantal heeft een massa van meer dan acht keer die van de zon, en valt binnen de categorie ‘zwaar’. Ze vormen vaak sterparen waarbij de onderlinge afstand tussen de sterren klein is. Het is tot nu toe onbegrepen hoe dit precies tot stand komt. De vorming van een nabije partner zou moeten gebeuren in de snel roterende binnenste delen van een gasschijf rond de zwaardere hoofdster. Echter, het gas in die gebieden heeft niet de neiging in te storten en een partner te vormen.

De afgelopen jaren hebben de astronomen verscheidene jonge stervormingsgebieden bestudeerd. Met behulp van spectrografen op ESO’s Very Large Telescope in Noord-Chili hebben ze van individuele zware sterren de radiële snelheid kunnen afleiden (de snelheid langs de gezichtslijn). Door de data te combineren kwamen ze tot de snelheidsdispersie van de zware sterren: de statistische spreiding in de radiële snelheid die het gevolg is van het hebben van een (vaak niet waargenomen) partner. De belangrijkste component van de radiële snelheid van de sterren is hun baansnelheid. Dat is de snelheid waarmee de sterren om elkaar heen draaien. Deze snelheid wordt hoger wanneer de sterren dichter bij elkaar staan.

De astronomen vonden een correlatie tussen de snelheidsdispersie van zware sterren in clusters en hun leeftijd: de dispersie neemt binnen een miljoen jaar aanzienlijk toe. Ze concluderen dat de baansnelheden van de dubbelsterren toenemen, en de banen dus kleiner worden. Partners worden dus in de buitendelen van de gasschijven gevormd, waar gas wel kan samenklonteren tot een ster, en pas daarna naderen ze elkaar voor een innige dans.

De twee scenario’s voor het vormen van dubbelsterren met korte omloop tijd. Bovenaan de interactie met overgebleven materiaal van het vormingsproces. Onderaan de interactie met een derde ster. Credit: MPIA graphics department.

Coauteur Frank Backs (Universiteit van Amsterdam) simuleerde de omlooptijden van de dubbelsterren die overeenkomen met de gemeten snelheidsdispersies. Backs licht toe: “Door de verdeling van de omlooptijd van de dubbelsterren in veel hypothetische clusters te simuleren kon ik berekenen welke omloopbaan hoort bij een waargenomen snelheidsdispersie. Deze simulaties waren nodig omdat we weinig weten van de dubbelstersystemen, bijvoorbeeld van de oriëntatie van het baanvlak, die de waargenomen spreiding in de snelheid beïnvloedt.”

De astronomen weten nu hoe lang zware dubbelsterren erover doen om van een wijde naar een nauwe omloopbaan te gaan. Coauteur Hanneke Poorta (Universteit van Amsterdam): “Die miljoen jaar geeft ons een belangrijke aanwijzing over de efficiëntie van het mechanisme van het elkaar naderen. Waar we ons nu op gaan richten is het achterhalen van dit mechanisme.” Twee mogelijke mechanismen zijn interacties met gas en stof dat over gebleven is van het vormingsproces van de sterren, en interactie met een derde ster in het systeem. Bron: Astronomie.nl.

Chandra heeft dubbelsterren waargenomen die uit hun sterrenstelsel zijn geslingerd

Credit: NASA/CXC/McGill University/X. Jin et al.

Met behulp van de Chandra röntgen-ruitmetelescoop van de NASA hebben sterrenkundigen bij de twee sterrenstelsels NGC 1399 en NGC 1404, gelegen in de zuidelijke Fornax clusters van sterrenstelsels, gelegen op 60 miljoen lichtjaar afstand van de aarde (da’s relatief dichtbij), dubbelsterren ontdekt die met grote snelheid uit die stelsels zijn geslingerd. Tussen 1999 en 2015 keek Chandra welgeteld 15 dagen naar die twee stelsels en in de regio eromheen ‘zagen’ de sterrenkundigen diverse bronnen van röntgenstraling, die allemaal dubbelsterren bleken te zijn. Die binaire systemen hadden telkens één extreem compact object, een neutronenster of zwart gat, en een gewone ster. Het was dat extreem compacte object dat röntgenstraling uitzend.  Ik heb ‘zagen’ hierboven even tussen aanhalingstekens gezet, want het was niet een directe waarneming die werd gedaan, maar meer een statistische. Rondom NGC 1399 en NGC 1404 zag Chandra maar liefst 1200 puntachtige röntgenbronnen en het is op statistische gronden dat men vermoed dat 30 daarvan een binair systeem moeten zijn met een extreem compacte component. Men zal dus niet exact aan kunnen wijzen welk van die 1200 de binaire systemen zijn. Dát ze met hoge snelheid uit de twee sterrenstelsels zijn geslingerd is verklaarbaar: de massieve sterren die als supernova explodeerden en die een neutronenster of zwart gat achterlieten hadden geen perfect symmetrische explosie. Als er een asymmetrische explosie plaatsvind kan door de zogeheten ‘recoil’ een dusdanige beweging plaatsvinden dat de ster en een eventuele begeleidende ster in de buurt weg worden geslingerd en dat ze met hoge snelheid uit het stelsel schieten. Hier het vakartikel over de wegschietende dubbelsterren, verschenen op 1 mei in The Astrophysical Journal. Bron: Chandra.

Grote kans dat de zon ooit een dubbelster is geweest

Grote kans dat onze zon ontstaan is met een andere ster als partner. Credit: Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF

Sterrenkundigen van de universiteit van Californië in Berkely en de universiteit van Harvard hebben aanwijzingen gevonden dat de zon 4,5 miljard jaar geleden wel eens geboren zou kunnen zijn als lid van een dubbelstersysteem. Sterren in de nabijheid van de zon zijn vaak lid van twee- en drievoudige systemen, zoals de meest nabije ster Alpha Centauri. Is dat voor op de zon lijkende sterren altijd zo of is het toch een bepaald gedeelte van de sterren die met een partner geboren wordt? Om dat te achterhalen keken de sterrenkundigen in het kader van de VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) survey naar het radiolicht van een enorme interstellaire moleculaire gaswolk in het sterrenbeeld Perseus, een kraamkamer van sterren, 600 lichtjaar van ons vandaan. Uit de waarnemingen en de daarop gebaseerde simulaties van het ontstaan van sterren op de PC bleken de sterren altijd in meervoudige systemen te worden geboren – lees er alles over in het vakartikel “Embedded Binaries and Their Dense Cores“. De wolk zat vol met klasse 0 (jonger dan een half miljoen jaar) en klasse 1 (jonger dan een miljoen jaar) sterren en die bleken allemaal tot een meervoudige systeem te behoren. Daaruit trekken de sterrenkundigen de conclusie dat ook onze zon een partner moet hebben gehad, de geheimzinnige ster Nemesis, waar vaak over wordt gespeculeerd. De afstand tussen de sterren in zo’n meervoudig systeem is groot: minstens 500 Astronomische Eenheden, 500 keer de afstand aarde-zon (150 miljoen km), da’s 17 keer de afstand Zon-Neptunus, de verste planeet in ons zonnestelsel. Na pakweg een miljoen jaar na de vorming van het systeem zou de afstand kleiner worden óf groter worden. In het geval van de zon zou het laatste gebeurd zijn. De partner van de jonge zon verdween en mengde zich tussen de andere sterren van de Melkweg. One million dollar question: waar is die ster gebleven, waar houdt Nemesis zich momenteel op? Bron: CfA.

Geen hechte partner voor jonge, zware sterren in de Omeganevel 

De open sterrenhoop M17 (de Omeganevel), op zo’n 5000 lichtjaar afstand, is een van de helderste stervormingsgebieden van de Melkweg. Deze infraroodopname uit de 2MASS-catalogus onthult de tien onderzochte jonge, zware sterren die liggen verscholen tussen het gas en stof in deze kraamkamer van sterren. (c) Maria Ramirez-Tannus/UvA

Astronomen uit Leuven (België) en Amsterdam hebben ontdekt dat de zware sterren in het stervormingsgebied M17 (de Omeganevel) tegen de verwachting in geen deel uitmaken van een nauwe dubbelster. Ze leiden hun leven alleen of met een verre partner-ster. De onderzoekers baseren hun conclusie op gegevens van de X-shooter-spectrograaf op ESO’s Very Large Telescope in Noord-Chili. Het onderzoek wordt binnenkort gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics Letters.

De Omeganevel is een open sterrenhoop in het sterrenbeeld Boogschutter. De sterrenhoop staat op een afstand van zo’n 5000 lichtjaar en bevat enkele tientallen jonge, hete sterren. Hugues Sana (KU Leuven), Maria Ramirez-Tannus, Lex Kaper en Alex de Koter (Universiteit van Amsterdam) ontdekten dat deze zware sterren een verrassend kleine spreiding hebben in hun radiële snelheid, de snelheid naar ons toe of van ons af. Als deze sterren dubbelsterren waren, zou hun radiële snelheid variëren met enkele tientallen kilometers per seconde omdat zij in hun banen om elkaar heen draaien. In M17 varieert die met slechts vijf kilometer per seconde.

De meeste sterren zijn niet alleen. Recent onderzoek toont aan dat 70% van de zware sterren (zo’n 10 tot 100 keer de massa van de zon), die hun leven eindigen als neutronenster of zwart gat, een of meer nabije begeleiders heeft.

De X-Shooter spectrograaf onder de VLT. Credit: ESO

Een statistische analyse laat zien dat in M17 slechts ongeveer 10% van de zware sterren nauwe dubbelsterren zijn. Tegelijkertijd heeft M17 juist veel wijde dubbelsterren, vergeleken met oudere stervormingsgebieden die zowel nauwe als wijde dubbelsterren herbergen.

Dit is de eerste keer dat zo’n jong stervormingsgebied is onderzocht op de aanwezigheid van dubbelsterren. De reden is dat dergelijke gebieden aan het zicht worden onttrokken door het gas en stof waaruit de nieuwe sterren worden gevormd. Het is dan ook een uitdaging om van zulke sterren spectra van hoge kwaliteit te krijgen, waaruit de radiële snelheid kan worden bepaald.

Eerste auteur Sana: “Als M17 inderdaad geen nauwe dubbelsterren heeft, moeten dit soort systemen pas later in de evolutie ontstaan. Misschien vormen ze eerst wijde dubbelsterren, die pas later naar elkaar toe migreren.” Coauteur Ramirez-Tannus is enthousiast over het resultaat. “We hebben er nu tien waargenomen en gaan er nog veel meer bestuderen om te begrijpen hoe wijde dubbelsterren veranderen in nauwe dubbelsterren.”

Het antwoord op de vraag of zware sterren meestal dubbelsterren zijn is belangrijk voor meer begrip van het stervormingsproces. Het is ook een indicatie voor de vorming van het aantal neutronendubbelsterren en dubbele zwarte gaten, die uiteindelijk een zwaartekrachtgolf kunnen produceren. Bron: Astronomie.nl.

Verre ster speelt 3,5 jaar lang verstoppertje

Credit; Jeremy Teaford / Vanderbilt University

Stel je eens een wereld voor waarop de zon iedere 69 jaar zo’n 3,5 jaar lang zal verdwijnen. Dat is precies wat is waargenomen bij een naamloze dubbelster op een afstand van 10.000 lichtjaar, die slechts bekend staat onder de catalogusnaam TYC 2505-672-1. Deze dubbelster heeft twee records te pakken: de langst durende eclips en de langste periode tussen twee eclipsen in een dubbelstersysteem.

De voorgaande recordhouder was Epsilon Aurigae, waarbij een reuzenster iedere 27 jaar zo’n 2 jaar lang verduisterd wordt door zijn begeleider. Epsilon Aurigae staat veel dichterbij (2200 lichtjaar) en is daarom vrij uitgebreid bestudeerd. Volgens de meeste modellen bestaat die dubbelster uit een gele superreus, die wordt vergezeld door een zonachtige ster met een omringende gas- en stofschijf.

Maar toen kwam TYC 2505-672-1 om de hoek kijken. Deze dubbelster is in de jaren ’80 ontdekt en vertoont hetzelfde merkwaardige gedrag als Epsilon Aurigae. Door 9000 waarnemingen van deze ster (die in de laatste acht jaar verricht zijn) te combineren met 1432 waarnemingen die ruim een eeuw teruggaan, zijn astronomen tot de volgende conclusie gekomen. TYC 2505-672-1 bestaat uit twee rode reuzensterren, waarvan er eentje inmiddels is gekrompen tot een relatief kleine kern, omringd door een uitzonderlijk grote schijf vol uitgestoten materiaal.

Om een interval van 69 jaar tussen twee eclipsen te verklaren, moeten de sterren op een flinke afstand van elkaar vandaan staan: zo’n 20 AU (vergelijkbaar met de afstand tussen de zon en Uranus). Helaas zijn de twee componenten van TYC 2505-672-1 zelfs met de beste telescopen niet van elkaar te onderscheiden. Hopelijk zal dat door de technologische vooruitgang wel mogelijk zijn als de volgen de eclips zal plaatsvinden in 2080.

Bron: Vanderbilt University

VLT ontdekt heetste en zwaarste elkaar rakende dubbelster

Credit: ESO/L. Calçada

Met behulp van ESO’s Very Large Telescope heeft een internationaal team van astronomen de heetste en zwaarste dubbelster ontdekt waarvan de componenten zo dicht bij elkaar staan dat ze elkaar raken. De twee sterren in het extreme stelsel VFTS 352 staan mogelijk een dramatisch einde te wachten, waarbij ze ofwel samensmelten tot één reusachtige ster of in een dubbel zwart gat zullen veranderen. Het dubbelstersysteem VFTS 352 staat op een afstand van ongeveer 160.000 lichtjaar in de Tarantulanevel [1]De aanduiding van de ster geeft aan dat hij is waargenomen in het kader van de VLT FLAMES Tarantula Survey, die gebruikmaakt van de instrumenten FLAMES en GIRAFFE van ESO’s Very Large Telescope … Continue reading. Dit opmerkelijke gebied is de meest actieve kraamkamer van nieuwe sterren in het nabije heelal, en bij nieuwe waarnemingen met ESO’s VLT [2]Bij dit onderzoek is ook gebruik gemaakt van helderheidsmetingen van VFTS 352 die in de loop van twaalf jaar zijn gedaan in het kader van de OGLE-survey. is ontdekt dat dit tweetal jonge sterren tot de meest extreme en vreemdste behoort die ooit zijn waargenomen.

Positie van VFTS 352 in de Grote Magelhaense Wolk. Credit:ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit

VFTS 352 bestaat uit twee zeer hete, heldere en zware sterren die in iets minder dan een dag om elkaar wentelen. De middelpunten van de sterren zijn slechts 12 miljoen kilometer van elkaar verwijderd [3]De twee sterren staan te boek als O-sterren. Zulke sterren hebben doorgaans 15 tot 80 keer zoveel massa als de zon en produceren tot wel een miljoen keer zoveel licht. Met een oppervlaktetemperatuur … Continue reading. Daarmee staan de twee sterren zo dicht bij elkaar dat hun oppervlakken elkaar overlappen en er een ‘brug’ tussen beide is ontstaan. VFTS 352 is niet alleen de zwaarste van deze kleine klasse van ‘symbiotische dubbelsterren’. Bij elkaar zijn de twee sterren ongeveer 57 keer zo zwaar als de zon – hij bestaat ook uit de heetste componenten, met oppervlaktetemperaturen van meer dan 40.000 graden Celsius.

Extreme sterren zoals de twee componenten van VFTS 352 spelen een sleutelrol in de evolutie van sterrenstelsels en worden gezien als de belangrijkste producenten van zware elementen zoals zuurstof. Zulke dubbelsterren worden ook in verband gebracht met het exotische gedrag van zogeheten vampiersterren – dubbelsterren waarbij een kleine ster materie van het oppervlak van een veel grotere begeleider opzuigt. In het geval van VFTS 352 zijn beide sterren echter vrijwel even groot. Hierdoor wordt er geen materie tussen beide sterren uitgewisseld. Wel delen de sterren een deel van hun materie – naar schatting ongeveer dertig procent van het totaal [4]Deze gebieden rond sterren staan bekend als Rochelobben. Bij een symbiotische dubbelster zoals VLTS 352 zijn de Rochelobben van beide sterren overvol..

Dubbelsterren als deze zijn heel zeldzaam, omdat deze fase in het leven van de sterren van korte duur is: ze laten zich dus niet gemakkelijk op heterdaad betrappen. Omdat de afstand tussen beide sterren zo klein is, denken astronomen dat sterke getijdenkrachten ervoor zorgen dat de materie in het inwendige van de twee sterren sterk vermengd wordt. ‘VFTS 352 is het beste geval dat tot nu toe is gevonden van een hete, zware dubbelster die deze mate van inwendige vermenging kan vertonen,’ zegt hoofdauteur Leonardo A. Almeida van de Universiteit van São Paulo, Brazilië. ‘In dat opzicht is het een fascinerende en belangrijke ontdekking.’ Astronomen voorspellen dat VFTS 352 een catastrofaal einde te wachten staat. Daarbij zijn twee scenario’s mogelijk. De ene mogelijkheid is dat de twee sterren samensmelten tot een snel roterende, en mogelijk magnetische, reuzenster. ‘Als deze snelle draaiing aanhoudt, zou de ster zijn leven kunnen eindigen met een van de meest energierijke explosies in het heelal: een zogeheten lange gammaflits,’ aldus Hugues Sana van de Universiteit van Leuven, een van de hoofdwetenschappers van het project [5]Gammaflitsen zijn uitbarstingen van zeer energierijke gammastraling die door om de aarde cirkelende satellieten worden gedetecteerd. Ze komen in twee soorten: korte (korter dan een paar seconden) en … Continue reading. De tweede mogelijkheid wordt uitgelegd door theoretisch astrofysicus Selma de Mink van de Universiteit van Amsterdam: ‘Als de sterren goed genoeg vermengd zijn, blijven ze allebei compact en komt het wellicht niet tot een samensmelting van VFTS 352. Dit zou ertoe leiden dat de evolutie van de twee objecten een wending neemt die compleet verschilt van de klassieke voorspellingen voor de evolutie van sterren. In het geval van VFTS 352 zouden de componenten hun leven waarschijnlijk afsluiten met een supernova-explosie, en veranderen in een tweetal zwarte gaten die op geringe afstand om elkaar draaien. Zo’n bijzonder object zou een sterke bron van zwaartekrachtsgolven zijn.’ [6]Zwaartekrachtsgolven zijn een voorspelling van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Het zijn rimpelingen in het weefsel van ruimte en tijd die zouden ontstaan wanneer een sterk zwaartekrachtsveld … Continue reading Als dit tweede scenario kan worden aangetoond, zou dat een observationele doorbraak zijn op het gebied van de stellaire astrofysica. Maar ongeacht hoe VFTS 352 aan zijn einde komt, het stelsel heeft nu al waardevolle nieuwe inzichten opgeleverd over het nog niet goed begrepen ontwikkelingsproces van zware symbiotische sterren. Bron: ESO.

References[+]

References
1 De aanduiding van de ster geeft aan dat hij is waargenomen in het kader van de VLT FLAMES Tarantula Survey, die gebruikmaakt van de instrumenten FLAMES en GIRAFFE van ESO’s Very Large Telescope (VLT). Daarbij worden meer dan 900 sterren onderzocht in het 30 Doradus-gebied van de Grote Magelhaense Wolk. De survey heeft al tal van spannende en belangrijke ontdekkingen opgeleverd, waaronder de snelst roterende ster (eso1147), een extreem zware ‘wegloopster’ en een solitaire zeer zware ster (eso1117). Hij helpt bij de beantwoording van vele fundamentele vragen over de wijze waarop zware sterren worden beïnvloed door rotatie, door eventuele begeleiders en door de dynamica van compacte sterrenhopen.
2 Bij dit onderzoek is ook gebruik gemaakt van helderheidsmetingen van VFTS 352 die in de loop van twaalf jaar zijn gedaan in het kader van de OGLE-survey.
3 De twee sterren staan te boek als O-sterren. Zulke sterren hebben doorgaans 15 tot 80 keer zoveel massa als de zon en produceren tot wel een miljoen keer zoveel licht. Met een oppervlaktetemperatuur van meer dan 30.000 graden Celsius zijn ze dermate heet, dat ze fel blauw licht uitstralen.
4 Deze gebieden rond sterren staan bekend als Rochelobben. Bij een symbiotische dubbelster zoals VLTS 352 zijn de Rochelobben van beide sterren overvol.
5 Gammaflitsen zijn uitbarstingen van zeer energierijke gammastraling die door om de aarde cirkelende satellieten worden gedetecteerd. Ze komen in twee soorten: korte (korter dan een paar seconden) en lange (langer dan een paar seconden). Lange gammaflitsen komen het meest voor. Vermoed wordt dat deze worden veroorzaakt door zware sterren die aan het eind van hun leven een zeer energierijke supernova-explosie ondergaan.
6 Zwaartekrachtsgolven zijn een voorspelling van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Het zijn rimpelingen in het weefsel van ruimte en tijd die zouden ontstaan wanneer een sterk zwaartekrachtsveld snel verandert, bijvoorbeeld bij het samengaan van twee zwarte gaten.

Mysterieuze dubbelster heeft sterk magnetisch veld

Credit: Visualisation courtesy of Volkmar Holzwarth, KIS, Freiburg

Astronomen hebben onderzoek gedaan naar de dubbelster Epsilon Lupi, die bestaat uit twee hete, blauwe sterren in een nauwe omloopbaan rondom elkaar. Beide sterren “wegen” zo’n 8 zonnemassa’s en staan op een afstand van 500 lichtjaar, in de richting van het sterrenbeeld Wolf. De betrokken astronomen hebben ontdekt dat beide sterren een magnetisch veld hebben en dat kwam als een verrassing. Kijk, sterren als de zon genereren een magnetisch veld via een inwendige “dynamo”, die wordt aangedreven door sterke convectie in de buitendelen van de ster. Als gevolg van de convectie zal heet materiaal omhoog wellen, afkoelen en weer neerdalen – je kunt het vergelijken met een lavalamp. Bij sterren zwaarder dan 5 zonnen (ongeveer), zijn de buitendelen echter niet convectief. Er is dus helemaal geen ondersteuning voor een magnetische dynamo. Desondanks hebben 10 procent van alle massieve sterren wel degelijk een magnetisch veld! Er zijn twee verklaringen bedacht voor het ontstaan van magnetische velden bij massieve sterren, die beide uitgaan van een zogenaamd “fossiel magnetisch veld” – een magnetisch veld dat in het verleden van de ster gegenereerd is en vervolgens is “opgesloten” in het oppervlak van de ster. Volgens de eerste verklaring is dit veld gegenereerd bij het ontstaan van de ster, terwijl volgens de tweede verklaring het veld is aangedreven door het gewelddadige mengen van materiaal bij het samensmelten van een nauwe dubbelster. Bij Epsilon Lupi kan de tweede verklaring uitgesloten worden: de dubbelster is immers nog niet samengesmolten. Waar het magnetische veld van deze sterren dan wel vandaan komt, is nog niet bekend. Overigens zijn de velden van beide sterren in tegengestelde richting uitgelijnd: de magnetische noordpool van de ene ster wijst in precies dezelfde richting als de magnetische zuidpool van de andere ster. De afstand tussen de twee sterren is dusdanig klein, dat de magnetische interactie tussen de twee sterren als een soort “rem” kan fungeren, waardoor de sterren worden afgeremd. Wellicht dat hierdoor beide sterren in de toekomst alsnog zullen samensmelten tot een groter exemplaar met een veel krachtiger magnetisch veld. Bron: Royal Astronomical Society.

Bijna de helft van alle planeten draaien om dubbelsterren

Credit: Star Wars/Wikimedia Commons

Science-fiction liefhebbers zijn vast bekend met de planeet Tatooine, de geboorteplaats van Luke Skywalker in het Star Wars-universum. Aan de hemel van deze planeet stralen twee zonnen. Hoe groot is de kans dat op een echte planeet een soortgelijk tafereel zichtbaar zal zijn? Op zo’n planeet kan de tweede zon ervoor zorgen dat nachten zeldzaam zijn! Wat blijkt nou? Veel meer planeten draaien om dubbelsterren dan we ooit voor mogelijk hielden.

De Kepler-ruimtetelescoop heeft inmiddels zo’n duizend exoplaneten ontdekt, terwijl nog eens vele duizenden kandidaten op bevestiging liggen te wachten. Een groot deel van deze planeten zal om een enkelvoudige ster draaien, maar hoe algemeen zijn planeten bij dubbelsterren? Je moet hierbij niet vergeten dat dubbelsterren veel algemener zijn dan enkelvoudige sterren zoals de zon. Als planeten bij dubbelsterren zeldzaam zijn, zorgt de tweede zon schijnbaar voor een verstoring van het proces van planeetvorming. Daar blijkt geen sprake van te zijn: uit de Kepler-gegevens blijkt dat zo’n 40% tot 50% van alle bevestigde exoplaneten om een dubbele ster te draaien.

Een deel van deze planeten zijn circumbinair, oftewel: de draaien om beide sterren heen. Een ander deel draait om slechts een enkele component van de dubbelster. Hoe dan ook, er zullen heel wat planeten bestaan die doen denken aan Tatooine!

Bron: National Radio Astronomy Observatory.

Massieve sterren komen meestal in paren

Credit: ESO/L. Calçada

Uit Duits onderzoek is gebleken dat zware sterren vrijwel altijd in paren komen. De onderzoekers hebben zo’n 800 zware sterren bestudeerd en ontdekt dat 90 procent hiervan eigenlijk dubbelsterren zijn, met twee componenten van gelijkwaardige massa.

Waarom is dit niet eerder ontdekt? Wel, de meeste dubbelsterren kunnen niet waargenomen worden als afzonderlijke puntobjecten, zelfs niet met de krachtigste telescopen. In plaats daarvan kijkt men naar het spectrum van de ster. Als gevolg van Dopplerverschuivingen kan dan het bestaan van aanvullende componenten aangetoond worden (spectroscopische dubbelsterren).

Op die manier heeft men ontdekt dat sterren in meervoudige systemen meestal een partner met dezelfde massa hebben. Dit klinkt echter niet logisch: als een ster van 50 zonnemassa’s een andere ster “invangt”, dan is de kans veel groter dan het om een veel lichtere ster gaat. Dat betekent dat de begeleiders in dit geval niet zijn ingevangen, maar dat het proces van stervorming de “boosdoener” vormt. Schijnbaar hebben massieve protosterren de neiging om in twee gelijkwaardige componenten uiteen te vallen.

Bron: Ruhr-Universit