Leer de truc om gekannibaliseerde sterren te vinden

By | February 10, 2024

Dit artikel is beoordeeld in overeenstemming met het redactionele proces en de richtlijnen van Science X. De redactie heeft de volgende kenmerken benadrukt en tegelijkertijd de geloofwaardigheid van de inhoud gewaarborgd:

op feiten gecontroleerd

peer-reviewed publicatie

betrouwbare bron

Proeflezen


Artistieke impressie van een Be-ster en zijn schijf (rechtsboven) waar een zwakke, hete, kale ster omheen draait (linksonder). Fotocredit: schilderij van William Pounds

× dichtbij


Artistieke impressie van een Be-ster en zijn schijf (rechtsboven) waar een zwakke, hete, kale ster omheen draait (linksonder). Fotocredit: schilderij van William Pounds

Wetenschappers die de krachtige telescopen van de Georgia State Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array gebruiken, hebben een onderzoek uitgevoerd naar een groep sterren waarvan wordt vermoed dat ze het grootste deel van het gas van omringende begeleidende sterren opslokken. Deze gevoelige metingen toonden direct de zwakke gloed van de gekannibaliseerde sterren aan.

Het nieuwe onderzoek, geleid door postdoctoraal onderzoeker Robert Klement, werd gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift. Het werk identificeert nieuwe banen van gestripte dwergsterren die rond snel roterende massieve sterren draaien en leidt tot een nieuw begrip van de levensbaan van nabijgelegen dubbelsterren.

In samenwerking met collega’s van de CHARA Array in Mount Wilson, Californië, richtte Klement de krachtige telescopen op een verzameling relatief nabijgelegen B-emissielijnsterren, of kortweg ‘Be-sterren’. Dit zijn snel roterende sterren waarvan men denkt dat ze ongebruikelijke metgezellen in hun baan herbergen.

De Be-sterren zijn waarschijnlijk gevormd tijdens intense interacties tussen nabijgelegen sterrenparen. Astronomen merken op dat veel sterren in zulke paren verschijnen, een trend die vooral geldt voor sterren die zwaarder zijn dan onze zon. Paren met een kleine scheiding worden geconfronteerd met een tumultueus lot, omdat ze met de leeftijd groter worden en een dimensie kunnen bereiken die vergelijkbaar is met die van hun scheiding.

Wanneer dit gebeurt, kan gas van de groeiende ster de kloof tussen het paar overbruggen, waardoor de metgezel kan genieten van de uitgezonden gasstroom. Dit kannibalisatieproces zal uiteindelijk de massadonorster van bijna al zijn gas ontdoen, waardoor de kleine hete kern van zijn voormalige nucleaire verbrandingscentrum achterblijft.


CHARA-arraymetingen (rode ellipsen) van de beweging van de gestripte ster (stippellijn) die elke 81 dagen rond de Be-ster HR2142 (gele ster) draait. De kleine zwarte stersymbolen zijn de berekende posities van de naakte metgezel tijdens onze waarnemingen. De baan is cirkelvormig, maar lijkt elliptisch omdat hij schuin staat ten opzichte van het vlak van de lucht. De bovenste en rechter as tonen de schijnbare fysieke afstand in astronomische eenheden (AU, de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon), terwijl de onderste en linker as de hoekafstand weergeven in de hoekeenheid milliboogseconden (mas). Ter vergelijking: de volle maan aan de hemel heeft een hoekdiameter van ongeveer 2 miljoen milliboogseconden. Fotocredit: Robert Klement

× dichtbij


CHARA-arraymetingen (rode ellipsen) van de beweging van de gestripte ster (stippellijn) die elke 81 dagen rond de Be-ster HR2142 (gele ster) draait. De kleine zwarte stersymbolen zijn de berekende posities van de naakte metgezel tijdens onze waarnemingen. De baan is cirkelvormig, maar lijkt elliptisch omdat hij schuin staat ten opzichte van het vlak van de lucht. De bovenste en rechter as tonen de schijnbare fysieke afstand in astronomische eenheden (AU, de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon), terwijl de onderste en linker as de hoekafstand weergeven in de hoekeenheid milliboogseconden (mas). Ter vergelijking: de volle maan aan de hemel heeft een hoekdiameter van ongeveer 2 miljoen milliboogseconden. Fotocredit: Robert Klement

Astronomen voorspelden dat de massaoverdrachtsstroom ervoor zorgt dat de begeleidende ster gaat draaien en een zeer snelle rotator wordt. Enkele van de snelst roterende sterren worden gevonden als Be-sterren. Be-sterren roteren zo snel dat een deel van hun gas uit hun equatoriale zone wordt geslingerd en een omringende gasring vormt.

Dit voorspelde stadium in het leven van nauwe binaire paren is astronomen ontgaan omdat de afstanden tussen de sterren te klein zijn om met conventionele telescopen waar te nemen en omdat de blootgestelde sterlichamen verborgen zijn in de schittering van hun heldere metgezellen. De CHARA-telescopen van de Amerikaanse staat Georgia boden onderzoekers echter de mogelijkheid om de gestripte sterren te vinden.

De CHARA Array maakt gebruik van zes telescopen verspreid over de top van Mount Wilson, die fungeren als één gigantische telescoop met een diameter van 330 meter. Dit geeft astronomen de mogelijkheid om het licht van sterrenparen te scheiden, zelfs bij zeer kleine hoekafwijkingen. Klement maakte ook gebruik van de MIRC-X- en MYSTIC-camera’s, gebouwd aan de Universiteit van Michigan en Exeter University in het Verenigd Koninkrijk, die het lichtsignaal kunnen opnemen van zowel zeer heldere als zeer zwakke objecten dicht bij elkaar.

De onderzoekers wilden uitzoeken of de Be-sterren werden veroorzaakt door massaoverdracht en in een baan om de aarde draaiende gaststerren. Klement begon een tweejarig observatieprogramma bij CHARA, en zijn werk wierp al snel vruchten af. Hij ontdekte het zwakke licht van naakte metgezellen in negen van de 37 Be-sterren. Hij concentreerde zich op zeven van deze doelen en kon de baan van het sterrenlijk rond de Be-ster volgen.

‘De banen zijn belangrijk omdat ze ons in staat stellen de massa van sterrenparen te bepalen’, zegt Klement. “Onze massametingen suggereren dat gestripte sterren bijna alles hebben verloren. In het geval van de ster HR2142 is de gestripte ster waarschijnlijk afgenomen van tien keer de massa van de zon tot ongeveer één zonsmassa.”


De zes CHARA-telescopen zijn opgesteld in een Y-vormige configuratie en bieden 15 basislijnen met een lengte van 34 tot 331 meter en maximaal 10 mogelijke eindfasedriehoeken. Credit: Het astrofysische tijdschrift (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad13ec

× dichtbij


De zes CHARA-telescopen zijn opgesteld in een Y-vormige configuratie en bieden 15 basislijnen met een lengte van 34 tot 331 meter en maximaal 10 mogelijke eindfasedriehoeken. Credit: Het astrofysische tijdschrift (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad13ec

Niet elke Be-ster is als gestripte ster ontdekt, en onderzoekers denken dat het lijk in sommige van deze gevallen is veranderd in een kleine witte dwergster die te zwak is om zelfs met de CHARA-array te worden gedetecteerd. In andere gevallen kan de interactie zo intens zijn geweest dat de sterren samensmolten tot een snel roterende ster.

Met de Very Large Telescope Interferometer van de European Southern Observatory in Chili breidt Klement de zoektocht naar sterren in een baan nu uit naar Be-sterren aan de zuidelijke hemel.

Hij werkt ook samen met Luqian Wang van de Yunnan Observatories in China aan onderzoek met behulp van NASA’s Hubble-ruimtetelescoop om het zwakke licht van de gestripte metgezellen te detecteren. Omdat deze lijken heet zijn, zijn ze relatief helderder in het ultraviolette golflengtebereik, wat alleen kan worden waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop.

“Dit onderzoek naar Be-sterren – en de ontdekking van negen zwakke begeleidende sterren – toont werkelijk de kracht van CHARA aan”, zegt Alison Peck, programmadirecteur van de Astronomical Sciences Division van de National Science Foundation, die de CHARA Array ondersteunt. “Dankzij de uitzonderlijke hoekresolutie en het hoge dynamische bereik van de array kunnen we vragen over stervorming en -evolutie beantwoorden die nog nooit eerder zijn beantwoord.”

Douglas Gies, directeur van de CHARA Array, zei dat het onderzoek eindelijk een belangrijke verborgen periode in de levens van nabijgelegen sterrenparen heeft blootgelegd.

“Uit het CHARA-arrayonderzoek van de Be-sterren bleek direct dat deze sterren zijn gevormd door uitgebreide massaoverdrachtstransformatie”, zegt Gies. “We zien nu voor het eerst het resultaat van het Sterrenfestival dat naar de blootliggende sterren heeft geleid.”

Meer informatie:
Robert Klement et al., Het CHARA-array-interferometrische programma over de diversiteit van klassieke Be-sterren: nieuwe ontdekkingen en banen van gestripte subdwerg-metgezellen, Het astrofysische tijdschrift (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad13ec

Tijdschriftinformatie:
Astrofysisch tijdschrift

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *