Astrofysici uit Rusland en Italië hebben de aard van het mysterieuze dubbelstersysteem HD 49798 in het sterrenbeeld Poppa ontdekt, waarmee ze bewijzen dat een van de bewoners een jonge witte dwerg is waarvan de materie geleidelijk samentrekt, en niet een neutronenster, zoals sommige wetenschappers dachten. Hun bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift MNRAS.
“Deze ontdekking heeft twee belangrijke implicaties. Enerzijds was er een mysterieus systeem. Al een aantal jaren discussiëren astronomen over wat er is: een witte dwerg of een neutronenster? We hebben dit uitgelegd, hoewel het misschien niet zo belangrijk is voor astrofysica in het algemeen. Qua betekenis kan de ontdekking worden vergeleken met de onthulling van een sluwe misdaad in een detectiveverhaal - hoewel de gebeurtenis vrij lokaal is, is de kijker nog steeds geïnteresseerd”, zegt Sergei Popov, een astrofysicus aan het Sternberg State Astronomical Institute, Moscow State University.
Het leven van de meeste relatief kleine sterren, die qua grootte vergelijkbaar zijn met de zon, eindigt niet met een supernova-explosie, maar met de transformatie in een witte dwerg - een kleine en superdichte klomp van superhete exotische materie die vele honderden miljoenen jaren blijft gloeien vanwege de hitte die in hun diepten vastzit.
Wetenschappers hebben lang geloofd dat jonge witte dwergen geleidelijk krimpen nadat de buitenste schil van een overleden ster is afgeworpen, waarbij ze honderden kilometers "afvallen" in de eerste miljoen jaar van hun onafhankelijke bestaan. Bewijs hiervan, zoals Popov uitlegt, is nog niet gevonden, aangezien de meeste witte dwergen die we kennen veel ouder zijn dan een miljoen jaar, en astronomen niet over nauwkeurige gegevens over hun diameter beschikten om dit compressieproces te 'zien'.
Russische en Italiaanse astrofysici onder leiding van Popov waren in staat om het eerste bewijs te verkrijgen dat een dergelijke compressie daadwerkelijk plaatsvindt, door de mysterieuze dubbelster HD 49798 in het sterrenbeeld Korma te observeren, ongeveer 2100 lichtjaar van ons verwijderd.
Het object werd in 1964 ontdekt door Argentijnse astronomen, die aanvankelijk dachten dat ze te maken hadden met een ongebruikelijke witte subdwerg, die ongewoon weinig waterstof in zijn binnenste bevatte. Later ontdekten wetenschappers dat HD 49798 een dubbelster is, waarvan een van de helften een "normale" ster is, en de andere een neutronenster of een witte dwerg.
De controverse werd veroorzaakt door de ongewoon hoge rotatiesnelheid van het tweede object - het maakt een omwenteling rond zijn as in slechts 13 seconden. Dit is normaal voor neutronensterren, maar een recordhoge witte dwergafwijking is moeilijk te verklaren.
Bovendien hebben wetenschappers onlangs ontdekt dat de rotatie van de tweede helft van HD 49798 versnelt, wat waarschijnlijk aangeeft dat een witte dwerg of neutronenster actief materie "steelt" van zijn buurman, en het ophoopt op zijn oppervlak. Dit is buitengewoon moeilijk te verklaren in de context van beide versies van de aard van deze ster, die astronomen nog meer op een dood spoor dreef.
Promotie video:
Russische astrofysici hebben een verklaring gevonden voor al deze eigenaardigheden door de aandacht te vestigen op hoe de eigenschappen van sterren veranderen wanneer ze in neutronensterren en witte dwergen veranderen.
Zowel het ene als het andere proces hebben één ding gemeen: het volume van de ster neemt sterk af en de dichtheid neemt sterk toe. Een afname van het volume van een ster, in overeenstemming met de "school" wet van behoud van impulsmoment, zal ertoe leiden dat de snelheid van zijn rotatie zal toenemen.
Dienovereenkomstig kan de snelle toename van de rotatiesnelheid van de tweede helft van HD 49798 worden verklaard door het feit dat deze ster samentrekt en zijn volume geleidelijk afneemt. Geleid door dit idee berekenden Popov en zijn team hoe een witte dwerg van vergelijkbare grootte en leeftijd zou moeten krimpen, en vergeleken het computermodel met echte gegevens.
Zoals deze berekeningen lieten zien, zou een witte dwerg van 2 miljoen jaar oud moeten worden gecomprimeerd met een snelheid van ongeveer een centimeter per jaar, wat idealiter overeenkomt met de snelheid waarmee de rotatiesnelheid van de tweede helft van HD 49798 groeit. Dienovereenkomstig kunnen we zeggen dat astronomen nu een voorbeeld hebben van een 'jonge De witte dwerg, waarvan de studie de auteurs van het artikel hopen, zal ons helpen hun aard beter te begrijpen.
“Er is ook een tweede gevoel van ontdekking. Decennia lang was het duidelijk dat jonge witte dwergen aan het krimpen waren. We hebben de daadwerkelijke compressiefase nog nooit "live" gezien. En het unieke van het systeem dat we observeerden, was dat de witte dwerg was alsof hij "verlicht" was door de stroom van materie van een nabije ster. Het belangrijkste was dat het zo netjes werd verlicht dat het de rotatie ervan niet beïnvloedde, en dit is de zeldzaamheid van het systeem. Bij andere paren witte dwergen en hoofdreekssterren is aanwas veel krachtiger: het bepaalt al hoe de witte dwerg roteert, waardoor het onmogelijk is om de 'schoonheid van compressie' op te merken”, besluit Popov.
