TESS toont verduisteringen van de ster Thuban aan

Thuban in het sterrenbeeld Draak
Thuban in het sterrenbeeld Draak. Trek een denkbeeldige lijn van Mizar in de grote Beer naar Pherkad in de Kleine Beer. Thuban bevindt zich op de helft van deze denkbeeldige lijn.

Astronomen hebben met behulp van de gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA aangetoond dat de ster Alpha Draconis, een veelbestudeerde ster die met het blote oog zichtbaar is, en zijn zwakke begeleider elkaar regelmatig bedekken. Astronomen wisten al eerder dat het hier gaat om een dubbelster maar de wederzijdse bedekkingen waren een complete verrassing.

De bevindingen zijn op 6 januari 2020 tijdens de 235ste vergadering van de American Astronomical Society gepresenteerd. De eerste vraag die de onderzoekers zichzelf stelden was waarom deze bedekkingen nu pas werden ontdekt. De bedekkingen duren maximaal zes uur en kunnen dus gemakkelijk door observatoria vanaf de Aarde worden gemist. De ster is erg helder en dat betekent dat de sensoren van de Kepler Space Telescope snel verzadigd raakten met licht en daardoor werd een bedekking ook niet opgemerkt.

Het Alpha Draconis-systeem behoort tot de helderste eclipserende dubbelsterren waarvan de sterren ver van elkaar zijn gescheiden. Dergelijke systemen zijn belangrijk omdat astronomen de massa en de grootte van de beide sterren enorm nauwkeurig kunnen bepalen.

Thuban is beter bekend als alpha Draconis. De ster bevindt zich op een afstand van ongeveer 270 lichtjaar van de Aarde in het sterrenbeeld Draco – Draak. Ondanks dat de ster de aanduiding “alpha” draagt is het de op drie na helderste ster in de Draak. Desondanks is Thuban een bekende ster want ongeveer 4700 jaar geleden, toen de Egyptenaren de eerste piramides bouwden, was de ster onze Poolster.

Tegenwoordig is Polaris onze Poolster. Dit is een heldere ster in het sterrenbeeld Kleine Beer – Ursa Minor. Deze verandering van poolster wordt veroorzaakt door de precessie van de aardas. De precessie is het wiebelen of tollen van de as van de Aarde. Deze wiebeling kent een periode van 26.000 jaar.

Tess neemt grote delen van de sterrenhemel waar. Deze sectoren worden gedurende 27 achtereenvolgende dagen waargenomen en in die periode wordt iedere 30 minuten een opname gemaakt. Doordat gedurende lange tijd hetzelfde stukje van de sterrenhemel wordt bekeken kan men helderheidsveranderingen van sterren waarnemen. TESS is bedoeld om helderheidsafnames waar te nemen die door planeten bij andere sterren worden veroorzaakt maar de gegevens die TESS verzameld kan ook gebruikt worden om andere fenomenen te bestuderen.

Deze animatie laat een model zien van het Thuban-systeem. Dankzij TESS weten we nu dat het een eclipserend dubbelstersysteem is. De sterren draaien met een periode van 51,4 dagen om een gemeenschappelijk zwaartepunt heen. De afstand tussen de twee sterren is een beetje groter dan de afstand tussen Mercurius en de Zon. We kunnen het systeem onder een hoek van 3° boven het baanvlak van de sterren waarnemen en dat betekent dat we de onderlinge bedekkingen kunnen zien. Deze bedekkingen zijn echter nooit volledig. De hoofdster is 4,3 * groter dan de Zon en heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 9700 °Celsius. Deze ster is daarmee ongeveer 70% heter dan onze Zon. De begeleider is 5 maal zwakker en is vermoedelijk ongeveer de helft in grootte van de hoofster en ongeveer 40% heter dan de Zon. Thuban, ook bekend als alpha Draconis bevindt zich op een afstand van ongeveer 270 lichtjaar in het sterrenbeeld Draco – Draak. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)

In 2004 suggereerde een ander onderzoek al dat Thuban kleine helderheidsvariaties vertoont met een periode van een uur. Hieruit werd geconcludeerd dat de helderste ster van het systeem pulseert.

Om dit te controleren gebruikte het onderzoeksteam de gegevens van TESS. In oktober 2019 publiceerden ze in een artikel de ontdekking dat beide sterren elkaar bedekken en bewezen ze dat de pulsaties kleiner dan een half uur niet mogelijk waren.

Van eerdere studies weten we dat de beide sterren om met een periode van 51,4 dagen om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien en dat ze ongeveer 61 miljoen kilometer van elkaar verwijderd zijn. Dat is een beetje meer dan de gemiddelde afstand van de Aarde tot de Zon. We zien het systeem van ongeveer 3° boven het baanvlak van de beide sterren en dat betekent dat ze elkaar tijdens een bedekking nooit helemaal bedekken. De hoofdster is ongeveer 4,3 * zo groot als de Zon en heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 9700 °Celsius. De begeleider heeft ongeveer de grootte van de helft van de Zon en is ongeveer 40% heter. Deze begeleider is ongeveer 5 maal lichtzwakker dan de hoofdster.

De onderzoekers willen vervolgonderzoek gaan doen met telescopen vanaf de grond en ze hopen dat ze aanvullende verduisteringen ook nog met de TESS kunnen waarnemen.

Ofschoon TESS bedoeld is voor het opsporen van planeten bij heldere nabije sterren laat dit wel zien dat de datasets van de satelliet voor veel meer onderzoeken kunnen worden gebruikt.

 

Eerste publicatie: 7 januari 2020
Bron: NASA