Tagarchief: witte dwergen

Witte dwerg eet restanten voormalige planeet op

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Impressie van een witte dwerg met omhullende stofschijf. Credit: Jon Lomberg/Gemini Observatory

Een moederster die haar kroost opeet. Goh, leuk nieuws op Moederdag. Het leven kan hard zijn, ook in de wereld van de sterren. De ‘dader’ is de witte dwerg in het sterrenbeeld Arend (Aquila) genaamd GALEX J1931+0117, kortweg Galex 1931. Witte dwergen ontstaan uit sterren zoals onze zon. Als die hun waterstof in de kern hebben omgezet in helium beginnen ze aan een volgende fase, waarin het waterstof in de buitenlagen ‘verbrand’ tot helium. De ster gaat uitzetten en wordt een rode reus, waarbij de omvang tot voorbij die van de baan de aarde kan komen. Aan het einde van deze fase worden de buitenlagen weggestoten en hou je twee dingen over: een planetaire nevel van die buitenlagen en een hete kern, de witte dwerg. Galex 1931 had ooit ook planeten en in ieder geval eentje ervan is in z’n rode reuzenstadium bij wijze van spreken ‘gezandstraald’ door de hete gassen in de buitenlagen van de ster. De planeet, die de grootte van de aarde kan hebben gehad, werd helemaal afgepeld en wat er uiteindelijk overbleef was een gloeiend hete stofschijf, met een massa vergelijkbaar met die van Vesta, de op één na grootste planetoïde van het zonnestelsel. De rode reus werd uiteindelijk een witte dwerg en uit metingen aan de chemische samenstelling van de atmosfeer van deze dwerg is men er achter gekomen dat ‘ie bezig is die stofschijf op te peuzelen. Men vond er h0eveelheden magnesium, silicium en ijzer die veel hoger zijn dan normaal in een witte dwerg, elementen die je veelvuldig in rotsachtige aardachtige planeten aantreft. De sterrenkundigen hebben zelfs af kunnen leiden dat de planeet net als de aarde uit een kern, mantel en korst moeten hebben bestaan. Bron: NRC-Handelsblad, 7 mei 2011.

 

Om door twee ringetjes te halen!

Geplaatst op door Jan Brandt
10

Terwijl de gemiddelde nederlander al lang en breed, al dan niet met een knoert van een “paaskater” te bedde lag, heb ik mijzelve gisteravond toch nog maar even heerlijk verwend met een paar uurtjes “late night cosmic ring hunting” onder de kraakheldere sterrenhemel van de Dordtse Biesbos. Zoals wij allen hebben mogen ervaren is het weer de laatste paar dagen overdag

Twee witte dwergen zullen uiteindelijk één nieuwe ster vormen

Geplaatst op door Arie Nouwen
1

Impressie van SDSSJ010657.39 als het één ster is geworden. Op de voorgrond een eventuele exoplaneet met maan. Credit: David A. Aguilar, CfA

Sterrenkundigen hebben in het sterrenbeeld Walvis (Cetus) twee witte dwergen ontdekt, die razendsnel om elkaar heen draaien en die over pakweg 37 miljoen jaar zullen samensmelten. Als dat gebeurt zal een nieuwe ster ontstaan, waarin helium zal verbranden tot koolstof. Het merkwaardige systeem heet SDSS J010657.39 – 100003.3 en het staat 7800 lichtjaar van ons vandaan. De witte dwergen draaien met een vaartje van zo’n 435 km per seconde in 39 minuten één keer om een gemeenschappelijk zwaartepunt. Ze staan slechts 225.000 km van elkaar vandaan, da’s minder ver dan de maan van de aarde staat. 😯 De lichtste van de twee dwergsterren, 17% van de zonmassa bevattend, kunnen we vanaf de aarde zien. De zwaardere dwerg, 43% zonmassa op de weegschaal, kunnen we vreemd genoeg niet zien. We weten dat ‘ie er moet zijn, omdat we de zichtbare dwerg door de gravitatie van de onzichtbare partner lichtjes heen en weer zien bewegen. Witte dwergen willen nog wel eens voor kosmisch vuurwerk zorgen als ze gevoed worden door een nabije ster van materie en ze de zogenaamde Chandrasekhar-limiet overschrijden, ruim 1,4 zonmassa. Als dat gebeurt zeggen ze BOEM en maken we een type Ia supernova mee. Met het duo van SDSS J010657.39 – 100003.3 zal het zo ver niet komen. Als je hun massa optelt kom je niet aan die limiet en dus zal een daverende explosie uitblijven. Wat er wel gebeurt als ze over 37 miljoen jaar samensmelten is interessant: de twee witte dwergen zullen dan één nieuwe ster vormen, in wiens kern helium zal verbranden tot koolstof. In de afbeelding een impressie van de ster die dan gevormd is, met een nabije exoplaneet. Tikkeltje fantasie dus, want van die exoplaneet is niets bekend. De witte dwergen in SDSS etc… bestaan trouwens zelf ook uit helium, maar dat verbrandt niet. Nu nog niet tenminste, nog 37 miljoen jaartjes geduld. Hier een impressie op video van wat er dan gebeurt:

Bron: Eurekalert.

Chandra ziet röntgenstrepen in Tycho’s supernovarestant

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Credit: X-ray: NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen et al.; Optical: DSS

Sterrenkundigen hebben met behulp van de Chandra röntgen-ruimtetelescoop voor het eerst strepen in röntgenlicht waargenomen in het restant van Tycho’s supernovarestant. Op 11 november 1572 zag de Deense sterrenkundige Tycho Brahe met het blote oog een ‘nieuwe ster’ in het sterrenbeeld Cassiopeia. Hij had geen idee wat het was, maar beschreef wel minutieus wat hij allemaal zag. Pas in de twintigste eeuw kwam men er achter dat Brahe’s nieuwe ster in werkelijkheid een supernova was, een geëxplodeerde ster die 13.000 lichtjaar van de Aarde verwijderd is. We weten inmiddels ook dat de supernova veroorzaakt werd door een witte dwerg, die een kritische massa overschreed doordat hij gevoed werd met materiaal van een naburige normale ster. Op de foto hierboven – die mij sterk aan een soort van kosmische eicel doet denken – zie je in rood de röntgenstraling van het restant van de supernova met lage energie en in blauw de hoge energie röntgenstralen. In die laatste straling zie je hier en daar strepen en die wijzen er op dat in het restant op sommige plekken de turbulentie groter is en de magnetische velden sterker zijn. De hoogenergetische electronen in het uitdijende restant gaan in dat magnetische veld spiraliseren en zenden daardoor hoogenergetische röntgenstraling uit. Op de foto hieronder zie je enkel het blauw licht en daarin zijn de gestreepte gebieden nader aangegeven. De ruimte tussen de ‘witte’ strepen op de foto vertelt de sterrenkundigen ook iets. Zij denken namelijk dat die verband houden met de hoogenergetische protonen, die als het ware gaten schieten in het electronenschild van Tycho’s supernovarestant. Die protonen kunnen na een lange reis van 13.000 lichtjaren bij aarde aankomen in de vorm van kosmische straling.

Credit: X-ray: NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen et al.; Optical: DSS

Bron: Chandra.

Witte dwergen kunnen ook aardachtige planeten hebben

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

De planetaire nevel NGC 2240, met in het midden een loeihete witte dwerg.  Credit: NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (AURA/STScI).

Als het aan de sterrenkundige Eric Agol (Universiteit van Washington in Seattle, VS) ligt moeten we de speurtocht naar aardachtige exoplaneten niet alleen richten op sterren zoals de zon. Kijk ook naar de miljarden witte dwergen die de Melkweg telt, ook daar zijn potentiële exoplaneten te vinden, die op onze aarde lijken en die eventueel buitenaards leven herbergen, aldus Agol. Goh, die naam lijkt toch erg veel op Algol, maar dat even tussendoor. Dát er rondom witte dwergen van dergelijke planeten cirkelen is nog niet aangetoond en het is in wezen onlogisch. Zo’n witte dwerg is namelijk een klein, compact, maar heel heet object – niet groter dan de aarde, waarin 60% zonmassa gepropt zit, met temperaturen tot wel 100.000 graden – en hun ontstaansgeschiedenis [1]Zie ook het artikel van Olaf van Kooten over de evolutie van zonachtige sterren hierover. maakt de aanwezigheid van exoplaneten vrijwel onmogelijk.

Het ontstaan van witte dwergen

De bewoonbare zone van witte dwergen. credit: Eric Agol, arXiv:1103.2791v1 [astro-ph.EP]

Witte dwergen ontstaan uit sterren zoals onze zon. Als die hun waterstof in de kern hebben omgezet in helium beginnen ze aan een volgende fase, waarin het waterstof in de buitenlagen ‘verbrand’ tot helium. De ster gaat uitzetten en wordt een rode reus, waarbij de omvang tot voorbij die van de baan de aarde kan komen. Aan het einde van deze fase worden de buitenlagen weggestoten en hou je twee dingen over: een planetaire nevel van die buitenlagen, zoals NGC 2240 op de afbeelding, en een hete kern, de witte dwerg. Alle exoplaneten die de ster gehad zou hebben zouden in de rode reuzenfase verkoold moeten zijn, maar Agol denkt dat desondanks witte dwergen toch exoplaneten kunnen hebben. Planeten die verder weg stonden op veilige afstand zouden door gravitatiewerking en eventueel door botsingen met andere planeten dichterbij de witte dwerg kunnen komen. Ook zouden uit gas en stof opnieuw planeten kunnen ontstaan, maar dan dichterbij. Omdat witte dwergen kleiner zijn dan de zon ligt hun ‘bewoonbare zone’ – de WDHZ (white dwarf habitable zone) in de afbeelding – een stuk dichterbij de ster dan in ons zonnestelsel. Aardachtige exoplaneten moeten 100 keer dichter bij de witte dwerg staan, dan de aarde van de zon staat. Een dergelijke exoplaneet zou in 4 tot 62 uren om de dwergster draaien. Omdat zo’n planeet ongeveer net zo groot is als de ster zou een transitie van de planeet over de ster vanaf de aarde relatief makkelijk te zien moeten zijn, want de hele ster wordt dan bedekt. Binnen een straal van 300 lichtjaren vanaf de aarde zijn zo’n 15.000 witte dwergen bekend en Agol denkt dat 1% daarvan, dus 150 witte dwergen in potentie een aardachtige planeet herbergen. Wil daar leven kúnnen bestaan dan moet het natuurlijk niet zo’n loeihete witte dwerg zijn. Er zijn ook afgekoelde witte dwergen, wiens oppervlak tussen 3000 en 9000 Kelvin is en die zijn ideaal. Kortom, Kepler, kijk ook eens naar de witte dwergen! Bron: Physics World.

References[+]

Steen van Rosetta van T-dwergsterren gevonden

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Voorstelling van de T-dwerg (l) en witte dwerg (r). Credit: Andrew McDonagh

Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Avril Day-Jones (Universiteit van Chili) heeft met de vondst van een uniek systeem met twee dwergsterren een astronomische  ‘Steen van Rosetta’ gevonden voor de zogenaamde T-dwergsterren. Het duo heet LSPM 1459+0857 A en B, waarbij ‘A’ een witte dwerg is, het eindstadium van sterren zoals de zon, en ‘B’ een T-dwergster. Een echte ster kunnen we LSPM 1459+0857 B niet noemen, want zo’n T-dwerg is een variant van de bruine dwergen en die hebben te weinig massa om tot waterstoffusie in hun kern over te gaan. Ze zullen nooit ‘ontbranden’ en daarom worden ze ook wel mislukte sterren genoemd. Er zijn twee varianten bruine dwergen bekend: de L-dwergen met oppervlakte-temperaturen van 1200-2000 °C en de T-dwergen met temperaturen beneden 1200 °C. In de atmosfeer van LSPM 1459+0857 B heeft men methaan waargenomen en dat duidt erop dat de temperatuur er niet hoger dan 1000 °C is. Boven die temperatuur overleeft methaan het niet. De T-dwerg werd gevonden in de UKIRT Infrared Deep Sky Survey (UKIDSS). De eigenschappen van een ‘alleenstaande’ T-dwerg zijn lastig te meten, maar dankzij de compagnon LSPM 1459+0857 A kan men de leeftijd, temperatuur en massa ervan meten. Men schat in dat over pakweg zes miljard jaar de temperatuur op de T-dwerg gedaald is tot… kamertemperatuur! 😯 De twee dwergen staan maar liefst 2,5 biljoen km van elkaar vandaan, da’s een kwart lichtjaar, maar desondanks is er een gravitationele binding. En dankzij die binding spreken de sterrenkundigen van een astronomische Steen van Rosetta voor dit type dwergen. Wie álle ins & outs van deze unieke dubbelster eh… dubbeldwerg wil weten moet in dit wetenschappelijke artikel van Day-Jones et al duiken. Bron: Science Daily.

Dozijn dubbele witte dwergen op ramkoers ontdekt

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

De dubbele witte dwerg J0923+3028. Credit: Clayton Ellis (CfA).

Sterrenkundigen hebben in de Melkweg een dozijn dubbelsterren ontdekt, waarbij beide sterren witte dwergen zijn. In de helft van de gevallen staan de witte dwergen zo dicht bij elkaar, dat ze op ramkoers liggen om uiteindelijk te botsen en dan in een daverende explosie uiteen te knallen. Witte dwergen zijn de compacte eindstadia van sterren zoals de zon. Ze bevatten 20 tot 50% van de massa van de zon in een bol ter grootte van ongeveer de aarde, hetgeen betekent dat een theelepel witte dwerg één ton kan wegen. Eén van die dubbelsterren is J0923+3028, zichtbaar in de afbeelding (met de aarde ter vergelijking). De grootste is vier keer groter dan de aarde en heeft 20% van de massa van de zon. De kleinste is vergelijkbaar met de zon, maar is 0,44 zonmassa met veel compacter. De afstand tussen de witte dwergen is slechts 350.000 km en dat resulteert erin dat beide dwergen in één uurtje om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien. De sterrenkundigen onder leiding van Warren Brown (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, VS), die de 24 witte dwergen ontdekten, denken dat het duo in J0923+3028 binnen 100 miljoen jaar tegen elkaar knalt. Hun gezamelijke massa kan dan een kritische grens overschrijden en de ‘merger’ kan vervolgens als type Ia supernova exploderen. Opmerkelijk aan het dozijn dubbele witte dwergen is dat ze in afwijking van ‘gewone’ witte dwergen voornamelijk bestaan uit helium. Normaal gesproken bestaan witte dwergen uit een mix van koolstof en zuurstof. Brown en consorten denken dat ‘hun’ witte dwergparen, die ook in massa afwijken van gewone witte dwergen, bij een explosie geen normale Ia supernova zullen veroorzaken, maar een lichte variant ervan, de zogenaamde ‘under-luminous supernovae’. Meer info over de witte dwergparen kan je in dit wetenschappelijke artikel vinden, dat binnenkort verschijnt in het blad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Space.com.

Sterrenkundigen ontdekken record-neutronenster

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

De witte dwerg (voorgrond) zorgt voor vertraging van de radiopulsen van neutronenster PSR J1614-2230.  credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Het blijft records regenen in de sterrenkunde. Hadden we vorige week dat sterrenstelsel dat 13,1 miljard lichtjaar van ons verwijderd is, nu weer een nieuwe ontdekking met record-potentie, namelijk van een neutronenster die met een geschatte massa van 1,97 zonmassa’s de zwaarste tot nu bekende neutronenster is. Het gaat om PSR J1614-2230, een 20 km groot bolletje op 3000 lichtjaar afstand. Bijna twee zonmassa’s in zo’n klein volume betekent natuurlijk een enorme dichtheid en dat blijkt wel uit het feit dat één theelepel neutronenster, bestaande uit zeer compact opeengestapelde neutronen, wel 100 miljoen ton weegt. 😯 Dát we afweten van het bestaan van PSR J1614-2230 komt omdat de neutronenster ook een pulsar is, d.w.z. dat ‘ie naar twee kanten toe smalle bundels radiostraling de ruimte inslingert en dat de aarde toevallig in de richting van één van die bundels ligt. Zou de aarde net naast zo’n bundel liggen, dan zou niemand van het bestaan van PSR J1614-2230 hebben afgeweten. Dá t we afweten van de massa van PSR J1614-2230 komt omdat óm de neutronenster ook een ander – minder compact – object draait, namelijk een witte dwerg. Die heeft de massa van ongeveer de zon, maar dan gepropt in een volume als dat van de aarde. Zoals je in de afbeelding ziet worden de radiopulsen van PSR J1614-2230 vertraagd door de witte dwerg en het is op basis van waarnemingen aan deze vertraging, gedaan door een team sterrenkundigen onder leiding van Scott Ransom (National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville, VS), dan men de massa van PSR J1614-2230 precies kon berekenen. De meeste neutronensterren zijn rond de 1,4 zonmassa zwaar en de tot nu toe zwaarste neutronenster was 1,67 keer zo zwaar als onze zon. PSR J1614-2230 is 20% zwaarder en zo heb je altijd weer baas boven baas. Bron: Space.com.

Zo zal het ook met de zon aflopen

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Planetaire nevel NGC 6210. Credit:ESA/Hubble and NASA

Zie hier NGC 6210, 6500 lichtjaren van ons vandaan in het sterrenbeeld Hercules. Voorland van onze eigen zon, zo kunnen we gerust stellen. Want deze planetaire nevel – schitterend in beeld gebracht met al z’n filamenten en grillige structuren door de Hubble ruimtetelescoop – is het eindstadium van sterren á la de zon. Nu vindt er in het centrum van de zon waterstoffusie plaats, via de zogenaamde proton-proton cyclus, en dat is al zo’n 5 miljard jaar aan de gang. Over nog eens vijf miljard jaar is de waterstof op en zal de zon geleidelijk overgaan op een volgende fase, die van heliumverbranding, waarbij de buitenlagen op zullen zwellen tot een rode reus. Als na een paar honderd miljoen jaar ook die fase voorbij is volgt nog een fase van koolstofverbranding en tenslotte een zuurstofverbranding, elk met steeds kortere periodes. Voor een volgende verbrandingsfase van nóg zwaardere elementen heeft de Zon niet genoeg massa. De buitenlagen zullen afgestoten worden, met een omringende planetaire nevel zoals NGC 6210 als gevolg en de Zon zal z’n pensioen als witte dwerg doorbrengen. We zien zo’n witte dwerg ook op de foto, het heldere puntje in het midden, bestaande uit gedegenereerde electronen en niet groter zijnde dan de aarde. Gemiddelde dichtheid: 1 ton per kubieke cm! 😯 Oeps. Bron: Spacetelescope.org.

Bestaan er ook witte dwerg pulsars?

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

AE Aquarii, een witte dwerg pulsar? Credit: Casey Reed/NASA

De wereld leek ooit zo simpel: je had zaken zoals planeten en sterren, witte dwergen en pulsars en andere astronomische objecten, die allemaal strak gedefinieerd en duidelijk onderscheidend van elkaar waren. Maar met de ontdekking van talloze objecten die zich tussen de ‘klassen’ van planeten en sterren bevinden, zoals ‘hete Jupiters’ en ‘bruine dwergen’ is dat onderscheid tussen planeten en sterren flink aan het vervagen. En dat ‘dreigt’ nu ook voor het onderscheid tussen witte dwergen en pulsars. Op basis van waarnemingen van de satelliet PAMELA [1]Hetgeen staat voor Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics. komt een groep sterrenkundigen onder leiding van Kazumi Kashiyama (Kyoto Universiteit) namelijk met de stelling dat er wel eens witte dwerg pulsars zouden kunnen bestaan. Met PAMELA heeft men waargenomen dat er meer positronen de aarde bereiken dan theoretisch voorspeld in het energiebereik 10 – 100 GeV. Positronen zijn de antideeltjes van electronen en aangezien er heel weinig antimaterie in het heelal is zou je er weinig van verwachten. Bij nog hogere energieën, 100 GeV tot 1 TeV, worden zelfs meer positronen én electronen waargenomen. In 2008 dacht men op basis van die gegevens dat er sprake was van een productie door vervallen donkere materiedeeltjes van electronen en positronen, maar dat idee is inmiddels weer verlaten. Nu komen witte dwerg pulsars op de proppen als mogelijke leverancier van deze deeltjes. Normaal gesproken zijn witte dwergen- feitelijk de eindstadia van sterren zoals onze zon – te licht om een pulsar te vormen. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren, die als kosmische vuurtorens bundels energie de ruimte inzenden. Kashiyama en z’n club denken dat 10% van de witte dwergen een pulsar kan worden als ze met materie gevoed worden door een nabije ster. Er zijn ook al mogelijke kandidaten voor dergelijke objecten: AE Aquarii (zie afbeelding) en EUVE J0317-855. OK, volgende vraag: wanneer wordt de eerste planeet-pulsar ontdekt? 🙂 Bron: Universe Today.

References[+]

References
↑1 Hetgeen staat voor Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics.