Astronomisch Nieuws

Astronomen vinden een hele vreemde ster

IRAS 00500+6713
De vreemde ster in een valse kleuren röntgenopname. Credit: XMM-Newton/ESA/L. Oskinova/University of Potsdam

Het heelal zit vol verrassingen, zoals deze schijnbare ster die, gezien de tumultueuze omstandigheden van zijn ontstaan, niet echt zou moeten bestaan.

Nieuw onderzoek dat onlangs in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics is gepubliceerd, beschrijft een potentieel nieuwe soort ster, een ster die is ontstaan tijdens een vernietiging in plaats van een schepping: de fusie van twee witte dwergen. Het artikel draagt bij aan onze kennis van dit systeem, dat IRAS 00500 + 6713 heet, dat in 2019 de aandacht trok van astronomen.

Dit vreemde object biedt astronomen inderdaad nieuw bewijs van mogelijke scenario’s waarin supernova-achtige explosies worden geproduceerd zonder dat het exploderende object volledig wordt vernietigd.

Witte dwergen zijn de dichte, verschrompelde overblijfselen van dode zonachtige sterren. Paren van witte dwergen komen vaker voor en ze resulteren vaak in grote stellaire explosies die bekend staan als type 1a supernova’s. Dit was ook het geval voor IRAS 00500 + 6713, maar de explosie was niet sterk genoeg om het systeem te vernietigen. In plaats daarvan resulteerde het in het ontstaan van een onbekend type hemellichaam, aldus het nieuwe onderzoek.

Dat IRAS 00500+6713 op de een of andere manier een vreemd geval is, was direct duidelijk voor de wetenschappers die het systeem in 2019 als eerste beschreven. Het systeem bestaat uit een super hete centrale ster, J005311, die is omgeven door een nevel vol met heet gas en warm stof. De ster bevat veel zuurstof en koolstof en heeft sterwinden van maar liefst meer dan 16.000 km/sec. Astronomen hebben nooit eerder een dergelijk object gezien. Het object werd in infrarood waargenomen en zendt daar veel meer straling uit dan men van een witte dwerg zou verwachten. Dit leidde uiteindelijk tot het nieuwe onderzoek.

Met behulp van de Europese XMM-Newton ruimtetelescoop ontdekten de onderzoekers van de universiteit van Potsdam dat de nevel in röntgenlicht erg helder is en grote hoeveelheden neon bevat.

De onderzoekers konden aan de hand van de röntgenwaarnemingen de chemische samenstelling van de nevel en de centrale ster bepalen. Ze ontdekten dat het systeem veel neon, silicium en zwavel bevat. Bovendien toonden röntgenwaarnemingen aan dat de nevel is gevuld met zeer heet gas met een temperatuur van enkele miljoenen graden. Ook de centrale ster blijkt een bron van röntgenstraling te zijn.

Theoretische modellen suggereren dat dit object het resultaat is van een fusie van twee witte dwergen. De zwaardere witte dwerg trok materie weg van zijn lichtere metgezel en dat leidde uiteindelijk tot een supernova-explosie. Maar deze supernova was te zwak om het systeem volledig te vernietigen. Tegelijkertijd was de explosie altijd nog sterk genoeg om aanzienlijke hoeveelheden materiaal uit te stoten. Het uitgeworpen materiaal heeft volgens de onderzoekers geleid tot de neonnevel. Een samenhangend object heeft de zwakke supernova weten te overleven waardoor dit zich kon ontwikkelen tot de ster die we momenteel waarnemen. Althans volgens het door de astronomen opgestelde scenario want IRAS 00500+6713 is een nieuw ontdekt object en er zijn nog geen vergelijkbare andere objecten gevonden.

De onderzoekers konden niet de massa van het object bepalen maar de hoge helderheid komt overeen met een object zwaarder dan 1,4 zonsmassa. Die 1,4 zonsmassa is de bovengrens voor een witte dwerg (is het object zwaarder dan transformeert het tot een neutronenster).

Volgens de onderzoekers suggereert de betrokkenheid van een zuurstof-neon witte dwerg en het optreden van koolstoffusie dat dit specifieke object van een enorm overblijfsel van een fusie van twee witte dwergen is.

Om de aard van de explosie die deze vreemde ster mogelijk maakte zijn er vervolgwaarnemingen nodig en zal er nog stevig gesleuteld moeten worden aan de theoretische modellen. Naast een nieuw soort ster zijn de onderzoekers waarschijnlijk ook gestuit op een nieuw type supernova-explosie.

De onderzoekers verwachten overigens dat deze objecten redelijk algemeen voorkomen in het heelal. Deze sterren evolueren erg snel en leven relatief kort en dat zorgt er vermoedelijk voor dat ze tot nu toe aan onze waarnemingen zijn ontsnapt. Men verwacht dat IRAS 00500+6713 ergens binnen de komende 1000 jaar zal instorten tot een neutronenster. Dit zal vergezeld gaan van een tweede supernova, aldus de onderzoekers.

Artikel: X-rays observations of a super-Chandrasekhar object reveal an ONe and a CO white dwarf merger product embedded in a putative SN Iax remnant

Eerste publicatie: 6 januari 2021
Bron: Gizmodo en anderen