Twee nieuwe soorten rode reuzen gevonden
Het verlies van massa van rode reuzen is een van de grote onbekenden in de astrofysica.
Rode reuzen zijn geëvolueerde sterren die door middel van een proces van kernfusie alle waterstof in hun kernen hebben verbrand tot helium en in plaats daarvan waterstof verbranden in een schil. Tegen het einde van hun leven beginnen deze sterren ook het helium in hun kernen te verbranden.
Er zijn miljoenen rode reuzen gevonden in ons sterrenstelsel. Deze zeer heldere sterren zijn wat onze Zon over ongeveer 4 miljard jaar zal worden.
Al enige tijd voorspellen astronomen het bestaan van slankere rode reuzen en nadat astronoom Yaguang Li en collega’s van de universiteit van Sydney er een paar hebben gevonden kan hun bestaan eindelijk worden bevestigd.
Het is als het vinden van een speld in een hooiberg. Volgens Li hebben ze enorm veel geluk gehad om 39 slankere reuzen te vinden, verborgen in een zee van normale rode reuzen. De slankere rode reuzen zijn ofwel kleiner van formaat of minder massief dan normale reuzen.
Hoe en waarom ze zijn afgevallen? De meeste sterren aan de sterrenhemel maken deel uit van binaire systemen – twee sterren die door de zwaartekracht aan elkaar zijn gebonden.
Wanneer sterren in nauwe dubbelsterren uitzetten, zoals sterren doen naarmate ze ouder worden, kan wat materiaal de zwaartekrachtssfeer van hun metgezel bereiken en worden weggezogen. In het geval van relatief kleine rode reuzen denken de onderzoekers dat er mogelijk een metgezel aanwezig is.
Met behulp van een techniek die asteroseismologie wordt genoemd analyseerden Li en coauteurs archiefgegevens van 7538 helium verbrandende sterren uit de database van de Kepler-missie. Er werden twee soorten ongewone sterren gevonden: rode reuzen met een zeer lage massa en onderlichte (zwakkere) rode reuzen (rode reuzen die veel minder licht uitstralen dan ze zouden moeten doen).
De zeer lichte sterren wegen slechts 0,5 tot 0,7 zonsmassa, ongeveer de helft van de Zon dus. Als de zeer lichte sterren niet plotseling waren afgevallen zou hun massa aangeven dat ze ouder waren dan de leeftijd van het heelal en dat is onmogelijk.
Toen de onderzoekers voor het eerste de massa’s van deze sterren verkregen dachten ze dat er iets mis was met de metingen. Maar dat bleek net het geval te zijn.
De onderlichte sterren daarentegen hebben een normale massa variërend van 0,8 tot 2 zonsmassa. Ze zijn echter veel minder “reus” dan men zou verwachten. Ze zijn wat afgeslankt en omdat ze kleiner zijn, zijn ze ook zwakker, vandaar “onderlicht” in vergelijking met normale rode reuzen.
Er zijn slechts zeven van dergelijke onderlichte sterren gevonden en de onderzoekers vermoeden dat er in hun dataset nog veel meer zijn verborgen.
Het probleem is dat ze lastig zijn te onderscheiden. De ongebruikelijke datapunten konden niet worden verklaard door simpele aannames van de stellaire evolutie.
Dit bracht wetenschappers tot de conclusie dat er een ander mechanisme aan het werk moest zijn waardoor deze sterren een dramatisch gewichtsverlies moeten ondergaan: diefstal van massa door nabije sterren.
Hun artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.
Artikel: Y. Li et al. Discovery of post-mass-transfer helium-burning red giants using asteroseismology. Nat Astron, published online April 14, 2022; doi: 10.1038/s41550-022-01648-5
Eerste publicatie: 17 april 2022
Bron: Sci-News
