Dubbelsterren – ontstaan en classificatie

dubbelstersysteem
Artist impression van een dubbelstersysteem. Credit: NASA/Casey Reed

Meer dan vier vijfde van alle lichtpuntjes die we ‘s nachts aan de sterrenhemel kunnen zien zijn eigenlijk twee of meer sterren die om elkaar heen draaien. De meest voorkomende vorm van meervoudige sterren zijn dubbelsterren, systemen van twee sterren samen. Deze paren komen in verschillende configuraties voor die astronomen helpen met de sterren te classificeren en mogelijk zelfs van invloed zijn op de ontwikkeling van leven. Sommige mensen denken zelfs dat onze Zon deel uit maakt van een dubbelstersysteem.

Dubbelsterclassificaties

Dubbelsterren zijn twee sterren die draaien om een gemeenschappelijk zwaartepunt. De helderste ster wordt officieel geclassificeerd als de hoofdster en de zwakkere van de twee is de begeleider (ze krijgen de aanduiding A respectievelijk B). in gevallen waar de sterren even helder zijn wordt de aanduiding gebruikt die door de ontdekker er aan is gegeven.

Dubbelsterren kunnen geclassificeerd worden op basis van hun baan. Wijde dubbelsterren zijn sterren die een baan volgen waarbij ze ver van elkaar vandaan blijven. Deze sterren evolueren onafhankelijk van elkaar waarbij ze nauwelijks tot geen invloed hebben op hun begeleiders. Mogelijk hebben ze ooit een derde ster bevat die er de oorzaak van is dat de begeleider zich verder weg van de hoofdster heeft verplaatst en die uiteindelijk uit het dubbelstersysteem is geschoten.

Nauwe dubbelsterren evolueren in elkaars nabijheid en ze zijn in staat om massa van de ene ster naar de andere te verplaatsen. De hoofdsterren van sommige nauwe dubbelsterren snoepen materiaal weg van hun begeleider en soms is de aantrekkingskracht groot genoeg om de kleinere ster compleet te verorberen.

De paren kunnen ook geclassificeerd worden op basis van hoe wij ze kunnen waarnemen, dit systeem heeft overlappende categorieën. Visuele dubbelsterren zijn twee sterren die voldoende van elkaar zijn gescheiden zodat ze met behulp van een telescoop of zelfs met een verrekijker zichtbaar zijn. Ongeveer 5% tot 10% van de zichtbare sterren zijn visuele dubbelsterren.

Spectroscopische dubbelsterren staan zo dicht bij elkaar dat ze met een telescoop niet zijn te scheiden. Wetenschappers moeten de golflengtes van het licht dat de sterren uitzenden meten en hieruit afleiden om wat voor dubbelster het precies gaat.

Eclipserende dubbelsterren draaien in een baan om elkaar onder een hoek, zodat vanaf de Aarde, de ene ster voorlangs de andere passeert en dit zorgt dan voor een eclips. Dit is kenmerk is gebaseerd op het feit dat ze in de zichtlijn van de Aarde liggen en het is geen kenmerk specifiek voor het paar sterren.

Astrometrische dubbelsterren zijn sterren waarvan lijkt alsof ze in de lege ruimte ronddansen. Dat komt doordat hun begeleiders in geïdentificeerd kunnen worden maar alleen de interferentie die ze veroorzaken. Het kan zijn dat de begeleider veel te wak is om te kunnen zien of dat de begeleider wordt overstraald door het licht van de hoofdster.

Sterren die als dubbele sterren worden gekenmerkt zijn twee sterren die alleen aan de sterrenhemel naast elkaar lijken te staan maar in werkelijkheid helemaal niet bij elkaar hun de buurt hoeven te staan.

Ontdekking en evolutie

De eerste dubbelsterren die werden gezien waren visuele dubbelsterren. Op verzoek van een collega wetenschapper richtte Galileo Galilei in 1617 zijn telescoop op de tweede ster van het eind van de steel van de steelpan van de Grote Beer en ze ontdekten dat het hier om twee sterren ging. Uiteindelijk bleek dat het om een zesvoudige dubbelster gaat. In 1802 gebruikte Sir William Herschel voor het eerst de term “dubbelster” in relatie tot deze dubbele sterren. Herschel catalogiseerde ongeveer 700 sterparen.

Sterren reizen rond in ons sterrenstelsel en soms vangt een zware ster een passerende ster in om zo een dubbelster te vormen. Maar dit moment niet zo heel erg vaak voor. De meeste dubbelsterren ontstaan samen uit een grote wolk van gas en stof die onder zijn eigen zwaartekracht ineenstort om een ster te vormen die zich soms in twee of meer sterren splitst. De sterren evolueren samen maar niet noodzakelijkerwijs op dezelfde manier.

Hoe een paar sterren evolueert is afhankelijk van hun onderlinge afstand. Wijde dubbelsterren hebben weinig effect op elkaar en zo evolueren vaak op dezelfde manier als enkelvoudige sterren. Nauwe dubbelsterren beïnvloeden echter elkaars evolutie, ze kunnen massa aan elkaar overdragen en zo elkaars samenstelling beïnvloeden. Als één van de sterren van een nauwe dubbelster ontploft als een supernova of zijn buitenste lagen wegblaast en een pulsar vormt dan wordt de begeleider vaak verwoest. Als de begeleider het overleefd dan zal die zijn baan vervolgen om het nieuw ontstane object en mogelijk door het uitgestoten materiaal van de hoofdster bewegen.

Dubbelstersystemen bieden voor astronomen de beste manier om de massa van een ster te bepalen. Het paar sterren trekt aan elkaar en dat is te meten en daaruit kunnen astronomen de grootte berekenen en uit de grootte kunnen karakteristieken als temperatuur en straal worden bepaald. Deze factoren helpen ook bij het karakteriseren van enkelvoudige hoofdreekssterren in het heelal.

Sterren in meervoudige systemen kunnen ene directe impact hebben op leven. Er zijn al verschillende planeten gevonden die rond meervoudige sterren draaien. Deze meervoudige sterren kunnen de evolutie van leven beïnvloeden. Leven heeft een relatief stabiel systeem nodig om zich goed te kunnen ontwikkelen. Hoewel binaire en meervoudige systemen aanvankelijk ontmoedigend lijken, aangezien een of meer sterren steeds dichter en verder van de planeten af bewegen komen en de hoeveelheid licht, warmte en straling die ze ontvangen, kunnen veranderen, kunnen systemen zoals wijde dubbelsterren of nabije nabije dubbelsterren feitelijk omstandigheden creëren waar het leven uiteindelijk zou kunnen evolueren.

Is onze Zon een dubbelster?

In de jaren ‘80 van de vorige eeuw waren er wetenschappers die suggereerden op de aanwezigheid van een tweede ster, Nemesis in het systeem van onze Zon. Nemesis zou een bruine dwerg, een rode dwerg of een witte dwerg kunnen zijn. Die begeleider zou een verklaring moeten zijn voor de periodieke massa-uitstervingen die in de geschiedenis van de Aarde voorkomen waarvan paleontologen zeggen dat die met een periode van ongeveer 26 miljoen jaar optreden.

In 2010 begin de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) van de NASA aan een zoektocht naar bruine dwergen. Die zoektocht is niet specifiek gericht op een bruine dwerg in ons zonnestelsel maar als die er zou zijn dan zal de WISE die vinden. Maar noch de WISE noch de 2MASS (Two Micron All Sky Survey) hebben een spoor van een begeleider gevonden en veel veel astronomen gaan er van uit dat als een dergelijk object echt bestaat deze twee gevoelige systemen het hadden gevonden.

 

Eerste publicatie: 16 juli 2009
Volledige revisie: 24 december 2017