Onderzoekers hebben een baanbrekende ontdekking gedaan die erop wijst dat massieve Be-sterren, bekend om hun karakteristieke gasschijven, waarschijnlijk deel uitmaken van drievoudige stersystemen, in plaats van dubbelstersystemen zoals eerder werd gedacht. Deze ontdekking, gebaseerd op gegevens van de Gaia-satelliet, daagt bestaande theorieën over stervorming uit en heeft aanzienlijke implicaties voor het begrijpen van bredere astronomische verschijnselen zoals zwarte gaten, neutronensterren en zwaartekrachtsgolven.
Een baanbrekend onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Leeds suggereert dat Be-sterren deel uitmaken van drievoudige sterrensystemen, in plaats van dubbelstersystemen zoals eerder werd gedacht. Deze bevinding, afgeleid van Gaia-satellietgegevens, daagt conventionele theorieën over stervorming uit en zou van invloed kunnen zijn op onze kennis van zwarte gaten, neutronensterren, enz. Een baanbrekende nieuwe ontdekking door wetenschappers van de Universiteit van Leeds zou de manier kunnen veranderen waarop astronomen enkele van de grootste en meest voorkomende sterren in het universum begrijpen.
Onderzoek door promovendus Jonathan Dodd en professor René Oudmaijer van het Departement Natuurkunde en Sterrenkunde van de universiteit wijst op intrigerend nieuw bewijs dat massieve Be-sterren – waarvan eerder werd gedacht dat ze voornamelijk in binaire sterren bestonden – in werkelijkheid ‘triples’ zouden kunnen zijn.
De opmerkelijke ontdekking zou een revolutie teweeg kunnen brengen in ons begrip van de objecten – een subgroep van B-sterren – die worden beschouwd als een belangrijk ‘testbed’ voor het ontwikkelen van theorieën over hoe sterren in het algemeen evolueren.
De artistieke impressie bestaat uit een ster met een schijf eromheen (een Be “vampier”-ster; voorgrond) en zijn begeleidende ster waarvan de buitenste delen zijn verwijderd (achtergrond). Fotocredit: ESO/L. Calcada
De aard van Be Stars
Be-sterren zijn omgeven door een karakteristieke gasschijf, vergelijkbaar met de ringen van 
Artistieke impressie van een vampierster (links) die materiaal van zijn slachtoffer steelt. Fotocredit: ESO/M. Graanmes/SE de Mink
Het onthullen van de drievoudige systemen
De heer Dodd, corresponderend auteur van de studie, zei: “De beste indicatie hiervan, als je Star Wars hebt gezien, is dat er planeten zijn met twee zonnen.”
Maar nu zeggen wetenschappers dat ze door het analyseren van gegevens van de Gaia-satelliet van de European Space Agency bewijs hebben gevonden dat deze sterren daadwerkelijk in drievoudige systemen bestaan - met drie op elkaar inwerkende lichamen in plaats van slechts twee.
De heer Dodd voegde hieraan toe: “We hebben de manier waarop sterren langs de nachtelijke hemel bewegen geobserveerd gedurende langere perioden, zoals tien jaar en kortere perioden van ongeveer zes maanden. Als een ster in een rechte lijn beweegt, weten we dat er maar één ster is. Maar als er meer dan één is, zien we een lichte wiebeling of, op zijn best, een spiraal.
“We hebben dit toegepast op de twee groepen sterren waar we naar kijken – de B-sterren en de Be-sterren – en wat we verwarrend vonden is dat het er in eerste instantie op lijkt dat de Be-sterren minder gezelschap hebben dan de B-sterren.” sterren. Dat is interessant omdat we van hen een hoger tarief zouden verwachten.”
Hoofdonderzoeker prof. Oudmaijer zei echter: “Het feit dat we ze niet zien, kan komen doordat ze nu te zwak zijn om gedetecteerd te worden.”
Massa overdracht
De onderzoekers onderzochten vervolgens een andere dataset en zochten naar verder weg gelegen begeleidende sterren. Ze ontdekten dat op deze grotere afstanden het aantal begeleidende sterren tussen de B- en Be-sterren zeer vergelijkbaar is.
Hieruit konden ze concluderen dat in veel gevallen een derde ster in het spel komt, die de metgezel dichter bij de Be-ster duwt – zo dichtbij dat massa van de een naar de ander kan worden overgedragen en de karakteristieke Be-sterschijf wordt gevormd. Dit zou ook kunnen verklaren waarom we deze metgezellen niet langer zien; Ze zijn te klein en zwak geworden om ontdekt te worden nadat de “vampier”-ster zoveel van hun massa heeft geabsorbeerd.
Bredere astronomische implicaties
De ontdekking zou enorme gevolgen kunnen hebben voor andere gebieden van de astronomie, waaronder ons begrip van zwarte gaten, neutronensterren en bronnen van zwaartekrachtsgolven.
Prof. Oudmaijer zei: “Er vindt momenteel een revolutie plaats in de natuurkunde rond zwaartekrachtgolven. We observeren deze zwaartekrachtsgolven pas een paar jaar en er is vastgesteld dat ze het gevolg zijn van samensmeltende zwarte gaten.
“We weten dat deze mysterieuze objecten – zwarte gaten en neutronensterren – bestaan, maar we weten niet veel over de sterren die ze zouden worden. Onze resultaten bieden een aanwijzing voor het begrijpen van deze zwaartekrachtgolfbronnen.”
Hij voegde eraan toe: ‘De afgelopen tien jaar hebben astronomen ontdekt dat binariteit een ongelooflijk belangrijk element is in de evolutie van sterren. We gaan nu meer richting het idee dat het nog complexer is en dat er rekening moet worden gehouden met drievoudige sterren.”
‘Inderdaad’, zei Oudmaijer, ‘triples zijn de nieuwe binaire systemen geworden.’
Referentie: “Gaea onthult verschillen in de binariteiten van B- en Be-sterren op kleine schaal: bewijs voor massaoverdracht die het Be-fenomeen veroorzaakt” door Jonathan M. Dodd, René D. Oudmaijer, Isaac C. Radley, Miguel Vioque en Abigail J. Frost, 12 oktober 2023 , Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3105
Het team achter de ontdekking bestaat uit PhD-studenten de heer Dodd en Prof Oudmaijer uit Leeds, evenals PhD-student Isaac Radley van de Universiteit van Leeds en twee voormalige Leeds-academici, Dr. Miguel Vioque van het ALMA Observatorium in Chili en Dr. Abigail Frost van het European Observatory Southern Observatory in Chili. Het team ontving financiering van de Science and Technology Facilities Council (STFC).