David Buckley, een astronoom uit Zuid-Afrika, vertelde RIA Novosti over de herontdekking van de meest verbazingwekkende ster van de Melkweg, ontdekt door Sovjetwetenschappers in de jaren zeventig en bleek een slagveld te zijn voor twee "ruimtedwergen", waarvan er één een unieke witte dwerg pulsar is.
“Toen we dit object begonnen te observeren en begrepen wat het was, stelden onze collega's van de persdienst onmiddellijk voor ons artikel over de ontdekking ervan Star Wars: Revenge of the Dwarf te noemen. Dit is echt een uniek object dat alle kenmerken van een pulsar heeft, maar dat is het niet. Veel mensen geloven nog steeds niet dat dit systeem eruitziet zoals we het ons voorstellen,”zei Buckley, die een presentatie hield over de ontdekking van dit object aan het Instituut voor Astronomie van de Russische Academie van Wetenschappen in Moskou.
Aflevering 1: The Phantom Menace
Zoals de Zuid-Afrikaanse astronoom benadrukte, werd deze ster oorspronkelijk niet ontdekt door zijn wetenschappelijke team, maar door Sovjet-astronomen. In 1971 ontdekten ze een ongewone fonkelende ster in het sterrenbeeld Schorpioen en publiceerden een beschrijving ervan in het tijdschrift Astronomical Circular.
Sovjetwetenschappers volgden de fluctuaties in de helderheid van de ster en beschouwden het als een van de vrij algemene variabele sterren van het type Delta Shield, waarvan de helderheid om de paar uur verandert als gevolg van de uitzetting en samentrekking van de oppervlaktelagen.
Veertig jaar later, zegt Buckley, werd deze gewone ster plotseling een van de meest ongewone, interessante en unieke objecten in de Melkweg, dankzij twee vrijwel willekeurige omstandigheden.
Eerst werd de ster opgemerkt door amateurastronomen, die ongebruikelijke periodieke pulsaties in de straling opmerkten die hun Sovjet-voorgangers niet zagen, en toen begon Buckley hem zelf te volgen en de instrumenten van een van de recent gebouwde Zuid-Afrikaanse radiotelescopen te controleren.
Promotie video:
“De ontdekking van de buitengewone eigenschappen van deze ster was een product van toeval. Willekeurigheid en intuïtie spelen een grote rol in de astronomie, ze zijn een van de belangrijkste manieren om iets heel interessants te ontdekken. Wanneer mensen aanvragen voor subsidies en de bouw van telescopen schrijven, maken ze in de regel heel specifieke plannen voor de toekomst, maar meestal blijkt dat de meest interessante en significante ontdekkingen op deze installaties op een volstrekt willekeurige manier en in een heel ander gebied worden gedaan”, vervolgt de astronoom.
Volgens Buckley wordt deze rol van ongevallen in de wetenschap buitengewoon slecht gecombineerd met het feit dat “vandaag de dag, in de wereld in het algemeen, en in de wetenschap in het bijzonder, mensen met een mentaliteit vergelijkbaar met accountants floreren. Ze beslissen waar ze het geld aan uitgeven, welke voordelen hieruit kunnen worden gehaald en welke experimentele resultaten moeten worden behaald. Ze hebben een gegarandeerd resultaat nodig, maar de wetenschap werkt op een heel andere manier - wetenschappers zijn als zeevarenden die naar de onontgonnen oceaan gaan op zoek naar nieuwe landen en continenten."
Twee jaar geleden bestudeerden Buckley en zijn Britse collega's, Tom Marsh en Boris Gaensicke, de "ruimteoceaan", dat de AR van Schorpioen de "nieuwe ruimte-aarde" vertegenwoordigt die ze probeerden te vinden.
Zoals Buckley opmerkte, toonden de allereerste waarnemingen van de fakkels en het dimmen van de ster aan dat de helderheid in feite niet elke drie en een half uur verandert, zoals de metingen van Sovjetwetenschappers toonden, maar ook elke twee minuten. Tegelijkertijd groeide de helderheid periodiek tot onmogelijk hoge waarden in alle bereiken, beginnend met radiogolven en eindigend met ultraviolet licht.
Dit onverklaarbare gedrag van de ster, herinnert de wetenschapper zich, trok de aandacht van vele andere astronomen, en Buckley en zijn medewerkers hadden de gelegenheid om AR Scorpio te observeren met behulp van de Hubble, de Swift röntgentelescoop, het VLT-grondobservatorium, het ATCA-radiotelescoop in Australië en een aantal andere krachtige astronomische instrumenten. …
Aflevering 3: wraak van de dwerg
Deze waarnemingen hielpen wetenschappers om een zeer ongebruikelijk spectrum van fakkels te ontcijferen en te begrijpen dat de 'Sovjet'-variabele ster in feite uit twee helften bestaat: een witte dwerg en een rode dwerg, waarvan de exotische interactie aanleiding gaf tot fakkels. Bovendien, zo bleek later, niet één, maar twee series fakkels van verschillende aard.
Hoe dit binaire systeem tot stand kwam, zegt Buckley, is nog steeds een raadsel voor astronomen. Het bestaat uit een witte dwerg, waarvan de massa ongeveer drie keer minder is dan de massa van de zon, en een grote rode dwerg, iets kleiner dan de zon. De rode dwerg is, ondanks het feit dat hij de belangrijkste bron is van die fakkels die zijn opgemerkt door amateurastronomen, een vrij gewone ster, in tegenstelling tot de witte dwerg, die unieke eigenschappen heeft.
Over het algemeen gedraagt de "wraakzuchtige dwerg", zoals Buckley dit object noemde, zich meer als pulsars (roterende neutronensterren) dan andere witte dwergen, die de kernen zijn van uitgebrande sterren. In het bijzonder roteert het ongelooflijk snel, voltooit één omwenteling om zijn as in 117 seconden, en heeft het een krachtig magnetisch veld, waarvan de kracht ongeveer 1,5 miljard keer sterker is dan dat van het "magnetische schild" van de aarde.
Dit magnetische veld genereert volgens Buckley en zijn collega's periodiek stralen van radiogolven en geladen deeltjes en zendt deze uit vanaf de magnetische polen van de witte dwerg de ruimte in. De rotatieas van deze ster blijkt door een gelukkig toeval soms gericht te zijn op zijn "grote broer".
Als gevolg hiervan valt de rode dwerg om de twee minuten - de omzettijd van de witte dwerg - tijdelijk onder het "bombardement" van de witte dwerg en neemt hij deel aan een soort "sterrenoorlogen".
Witte dwergsalvo's worden geabsorbeerd door elektronen in de atmosfeer van de rode dwerg, waardoor ze versnellen tot bijna-lichtsnelheden en deze energie vervolgens uitzenden in de vorm van licht, warmte, radiogolven en andere vormen van elektromagnetische straling. Hierdoor groeit de helderheid van AR Scorpio tot onmogelijk hoge waarden voor sterren met een vergelijkbare massa, waarbij de toegestane niveaus met ongeveer een orde van grootte worden overschreden.
“Nu zijn we het meest geïnteresseerd in de vraag of er andere objecten van dit type in het heelal zijn. We bespreken nu hoe we naar dergelijke 'witte pulsars' kunnen zoeken, en analyseren de archieven van eerdere waarnemingen van veranderlijke sterren in de hoop andere voorbeelden te vinden van dergelijk gedrag van witte dwergen,”vervolgt Buckley.
Niet alle astronomen zijn het met deze uitleg eens. Zoals uitgelegd aan RIA Novosti door Dmitry Bisikalo, directeur van het Instituut voor Astronomie van de Russische Academie van Wetenschappen, zijn er andere verklaringen voor hoe deze fakkels ontstaan, die geen constant 'bombardement' van de ster met radiogolven van een witte dwerg of de interactie van zijn magnetisch veld met de materie van een rode dwerg vereisen. Andere wetenschappers, zei hij, betwijfelen in het algemeen of dit systeem bestaat in de vorm waarin Buckley en zijn medewerkers het zich voorstellen.
Ruimte veelhoek
Desalniettemin blijven Britse en Zuid-Afrikaanse astronomen, zoals Buckley zelf uitlegde, de AR van Schorpioen observeren, en ze hebben onlangs nieuwe gegevens ontvangen die astrofysici zullen helpen begrijpen hoe dit systeem is ontstaan. Veel andere wetenschappers die het op hun beurt eens zijn met Buckley's berekeningen, zijn van mening dat het kan dienen als een unieke proeftuin voor een verscheidenheid aan kosmologische en astrofysische theorieën.
“De AR van Schorpioen zendt een groot aantal elektronen uit die met de snelheid van het licht bewegen, en het observeren van hun interacties met waterstofwolken nabij deze ster kan ons helpen om enkele theorieën te testen die relativistische effecten beschrijven. Bovendien verzekeren mijn theoretische collega's mij dat deze ster een interessante bron van zwaartekrachtgolven kan zijn en dat het ons zal helpen controleren of het foton massa heeft”, legt de wetenschapper uit.
Bovendien weten wetenschappers nog niet hoe dit systeem is ontstaan - volgens Buckley is het voor zijn bestaan in zijn huidige vorm noodzakelijk dat de witte dwerg op de een of andere manier de snelheden bereikt die het vandaag heeft. Dit zou in principe mogelijk zijn als hij materie van de rode dwerg "stal", maar astronomen hebben hier geen sporen van vastgelegd. Daarom blijft de geschiedenis van de ontwikkeling van deze "sterrenoorlogen", evenals hoe dergelijke sterren het uiterlijk van de Melkweg kunnen beïnvloeden, een mysterie voor wetenschappers.
Aan de andere kant is de Zuid-Afrikaanse astronoom er zeker van dat dergelijke objecten niet kunnen dienen als een bron van mysterieuze snelle radiovlammen, een soort "signalen van buitenaardse wezens", waarover wetenschappers al bijna tien jaar gissen.
Volgens hem zal de nieuwste MeerKAT-radiotelescoop, die nu in Zuid-Afrika in aanbouw is met de medewerking van Buckley, ze volgend jaar beginnen te bestuderen in combinatie met het Russische netwerk van MASTER-telescopen, die sporen van deze fakkels in het zichtbare bereik zullen zoeken. Ze hebben, zoals de astronoom concludeert, een nog mysterieuzere oorsprong dan pulsars van de witte dwerg, en waarnemingen ervan, zo hoopt de wetenschapper, zullen helpen om een ander gat op de kosmische 'kaart van de oceanen' te vullen.
