Onze Zon was vermoedelijk ooit een dubbelster

De moleculaire wolk in het sterrenbeeld Perseus

De moleculaire wolk in het sterrenbeeld Perseus

Voor ons als aardbewoner is het heel normaal dat we slechts één Zon aan de hemel zien staan. Maar de ontwikkeling van de moderne astronomie heeft ons laten zien dat het heelal gevuld is met dubbelsterren en zelfs drievoudige sterren. Als er leven is op planeten buiten ons zonnestelsel dan is de kans best groot dat de bewoners daar opgroeien met twee of zelfs drie zonnen. Eeuwenlang hebben astronomen zich afgevraagd waarom er dergelijke verschillen zijn en waarom er zoveel verschillende stersystemen zijn.

Er zijn astronomen die zeggen dat sterren per stuk ontstaan en later pas begeleiders invangen maar andere astronomen denken dat stersystemen beginnen met meer sterren en er sterren na verloop van tijd verdwijnen. Volgens een recent gepubliceerde studie is ons zonnestelsel (en andere sterren die op onze Zon lijken) miljarden jaren geleden gestart als een dubbelstersysteem.

Het team van astronomen onderzocht de resultaten van de eerste radio overzicht van de grote moleculaire wolk die zich op een afstand van ongeveer 600 lichtjaar in het sterrenbeeld Perseus bevindt. Dit overzicht is bekend als de VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) Survey en maakte gebruik van de Very Large Array in de Amerikaanse staat New Mexico en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili om het overzicht van jonge sterren (< 4 miljoen jaar) in dit stervormingsgebied te maken.

Astronomen weten al tientallen jaren dat sterren ontstaan in zogenaamde kraamkamers van sterren. Dit zijn compacte gebieden die voorkomen in immense wolken van stof en koud moleculair waterstof. Als je er met een optische telescoop naar kijkt dan lijken ze op gaten in het veld van sterren. Dit komt doordat het stof het licht van de sterren die in de wolk ontstaan en het licht van de achtergrondsterren tegenhouden. Radiotelescopen zijn de enige instrumenten die kunnen zien wat er zich in deze stervormingsgebieden afspeelt

De onderzoeksgroep startte nieuwe waarnemingen van enkelvoudige en dubbelsterren in de compacte gebieden in de moleculaire wolk in Perseus. Hun doel was het verzamelen van aanwijzingen of jonge sterren ontstaan als eenling of in paren. Het idee dat veel sterren samen met een begeleider ontstaan was al eerder geopperd maar de vraag is dan: hoeveel sterren? Gebaseerd op hun eenvoudige model stellen ze dat bijna alle sterren ontstaan samen met een begeleider. De wolk in Perseus wordt algemeen beschouwd als een stervormingsgebied met een lage massa. De onderzoeksgroep wil hun model nog controleren met behulp van andere moleculaire wolken.

De waarnemingen van de wolk in Perseus lieten een serie van Klasse 0 en Klasse I sterren zien – dit zijn sterren die < 500.000 jaar respectievelijk 500.000 tot 1.000.000 jaar oud zijn – die waren omringd door eivormige schillen. Deze waarnemingen werden gecombineerd met de resultaten van de VANDAM en andere overzichten van stervormingsgebieden – waaronder de Gould Belt Survey en gegevens die waren verzameld met het SCUBA-2 instrument van de James Clerk Maxwell Telescope op Hawaii.

Hieruit werd een lijst van sterren in de Perseus wolk opgesteld waaronder 55 jonge sterren in 24 meervoudige stersystemen (op 5 na allemaal dubbelsterren) en 45 enkelvoudige sterren. Wat ze zagen was dat alle wijde dubbelsterren – meer dan 500 Astronomische Eenheden van elkaar verwijderd – sterren van klasse 0 waren die veelal langs de lange as in hun eivormige schil waren uitgelijnd.

De oudere klasse I dubbelsterren bevonden zich dichter bij elkaar ongeveer 200 A.E. en ze waren niet allemaal over de lage as uitgelijnd. Ze lieten hier een aantal modellen op los waaruit ze concludeerden dat alle sterren met een massa vergelijkbaar met die van onze Zon als een wijde klasse 0 dubbelster begonnen. Ze concludeerden ook dat 60% van hen na verloop van tijd splitst terwijl de rest krimpt tot een nauwe dubbelster.

Jong dubbelster

Radio opname van een hele jonge dubbelster van minder dan 1 miljoen jaar oud die is ontstaan in een compacte kern in de moleculaire wolk in het sterrenbeeld Perseus. Alle sterren ontstaan waarschijnlijk als dubbelsterren in een compacte kern. Credit:SCUBA-2 survey image by Sarah Sadavoy, CfA.

Bij het samentrekken van het ei zal het meest compacte deel van het ei naar het midden bewegen waarbij er twee concentraties van dichtheden ontstaan langs de midden-as. Deze centra met een hogere dichtheid storten als gevolg van hun eigen zwaartekracht op enig moment ineen om zo een klasse 0 ster te vormen. Volgens het onderzoeksteam blijkt uit hun modellen en berekeningen dat enkelvoudige sterren met een lage massa zoals onze Zon geen oersterren zijn maar het resultaat zijn van het uit elkaar vallen van een dubbelstersysteem.

Bevindingen van deze aard zijn nooit eerder gezien of getest. Ze impliceren ook dat iedere compacte kern in een stellaire kraamkamer tweemaal zoveel materie in sterren omzet dan eerder werd aangenomen. Deze nieuwe gegevens gaan er mogelijk toe leiden dat astronomen meer gebruik gaan maken van radiotelescopen om compacte stervormingsgebieden te onderzoeken waarbij ze mogelijk meer inzichten krijgen in de manier waarop sterren ontstaan.

Een andere interessante implicatie van dit onderzoek heft te maken met de zogenaamde “Nemesis hypothese”. In het verleden vermoedden astronomen dat er een begeleider van onze Zon in het zonnestelsel aanwezig was. Deze ster werd Nemesis genoemd. Deze ster zou er voor gezorgd hebben dat een asteroïde op Aarde is ingeslagen die verantwoordelijk is voor het uitsterven van de dinosauriërs. Alle pogingen om Nemesis te vinden zijn echter mislukt.

Echter, volgen de onderzoekers is er ooit wel een Nemesis geweest. Ze hebben een serie van statistische modellen gedraaid om een verklaring te zoeken voor de hoeveelheden enkelvoudige sterren en dubbelsterren in de Perseus moleculaire wolk en het enige model dat de gegevens goed verwerkte was het model waarin alle sterren als wijde dubbelster ontstaan. Deze systemen krimpen of breken binnen een miljoen jaar waarna er dus een nauwe dubbelster of twee enkelvoudige sterren ontstaan.

De resultaten van de onderzoeksgroep zeggen dus niets over een ster omstreeks het uitsterven van de dinosauriërs maar het is wel mogelijk, en zelfs zeer aannemelijk dat miljarden jaren geleden de planeten in ons zonnestelsel om twee sterren hebben gedraaid. Dit heeft natuurlijk grote invloed gehad op het ontstaan van de planeten. Ongetwijfeld zal er snel nieuw onderzoek worden gedaan naar deze nieuwe theorie.

 

Eerste publicatie: 18 juni 2017
Bron: BerkeleyNews en andere persberichten