Gas en stof dat uit sterren wegstroomt kan onder de juiste omstandigheden in botsing komen met de omgeving van een ster en een schokgolf veroorzaken. Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen nu een prachtige schokgolf rond een dode ster in beeld gebracht, een ontdekking die hen voor een raadsel stelt. Volgens alle bekende mechanismen zou de kleine, dode ster RXJ0528+2838 niet omgeven mogen zijn door zo’n structuur. Deze fascinerende ontdekking daagt ons begrip uit van hoe dode sterren met hun omgeving wisselwerken.
‘We hebben iets ontdekt dat nog nooit eerder is gezien en, belangrijker nog, totaal onverwacht was’, zegt Simone Scaringi, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Durham (VK), en mede-hoofdauteur van de studie die vandaag in Nature Astronomy is gepubliceerd. ‘Onze waarnemingen tonen een sterke uitstroom die er volgens onze huidige inzichten niet zou mogen zijn’, zegt Krystian Ilkiewicz, postdoc aan het Nicolaus Copernicus Astronomical Center in Warschau, Polen, en medeauteur van de studie. ‘Uitstroom’ is de term die astronomen gebruiken om het materiaal te beschrijven dat door astronomische objecten wordt uitgestoten. De ster RXJ0528+2838 bevindt zich op een afstand van 730 lichtjaar en draait, net als de zon en andere sterren, om het centrum van ons Melkwegstelsel. ‘Tijdens haar rondgang komt ze in aanvaring met het gas dat de ruimte tussen de sterren vult, waardoor een schokgolf ontstaat die vergelijkbaar is met de boeggolf die zich opbouwt aan de voorzijde van een varend schip’, legt Noel Castro Segura, onderzoeker aan de Universiteit van Warwick (VK) en medewerker aan de nieuwe studie, uit. Deze boegschokken worden meestal veroorzaakt door materiaal dat uit de centrale ster stroomt, maar in het geval van RXJ0528+2838 kan geen enkele van de bekende mechanismen de waarnemingen volledig verklaren.
RXJ0528+2838 is een witte dwerg, de overgebleven kern van een stervende ster met relatief weinig massa, waar een zonachtige begeleider omheen draait. In zo’n dubbelstersysteem draagt de begeleidende ster materiaal over aan de witte dwerg, waarbij zich vaak een schijf van materie om laatstgenoemde vormt. Bij deze overdracht wordt een deel van het materiaal de ruimte in geslingerd, waardoor een sterke uitstroom ontstaat. Maar bij RXJ0528+2838 is geen schijf te bekennen, wat de oorsprong van de uitstroom en de resulterende nevel rond de ster tot een mysterie maakt. ‘De ontdekking dat een zogenaamd rustig, schijfloos systeem zo’n spectaculaire nevel kan voortbrengen, was een echt ‘wow’-moment’, zegt Scaringi.
Het team zag de vreemde nevel rond RXJ0528+2838 voor het eerst op opnamen van de Isaac Newton-telescoop in Spanje. Vanwege zijn ongebruikelijke vorm, hebben ze de nevel nader bekeken met het MUSE-instrument op de VLT van ESO. ‘Dankzij waarnemingen met ESO’s MUSE-instrument konden we de boegschok gedetailleerd in kaart brengen en de samenstelling ervan analyseren. Dit was cruciaal om te bevestigen dat de structuur echt afkomstig is van het dubbelster-systeem en niet van een niet-gerelateerde nevel of interstellaire wolk’, legt Ilkiewicz uit. De vorm en omvang van de boegschok wijzen erop dat de witte dwerg al minstens duizend jaar een krachtige uitstroom produceert. Wetenschappers weten niet precies hoe een dode ster zonder schijf zo’n langdurige uitstroom kan voortbrengen, maar ze hebben wel een vermoeden.
Van deze witte dwerg is bekend dat hij een sterk magnetisch veld heeft, wat door de MUSE-gegevens is bevestigd. Dit veld leidt het materiaal dat van de begeleidende ster is ‘gestolen’ rechtstreeks naar de witte dwerg, zonder dat zich een schijf om hem heen vormt. ‘Onze resultaten tonen aan dat stelsels als deze zelfs zonder schijf een sterke uitstroom kunnen veroorzaken, wat op een nog niet begrepen mechanisme wijst. Deze ontdekking zet vraagtekens bij het standaardbeeld van de bewegingen en wisselwerkingen in deze extreme dubbelstersystemen’, legt Ilkiewicz uit. De resultaten wijzen op het bestaan van een verborgen energiebron – waarschijnlijk een sterk magnetische veld, maar deze ‘mysterieuze motor’, zoals Scaringi hem noemt, moet nog worden onderzocht. De gegevens tonen aan dat het huidige magnetische veld slechts sterk genoeg is om een boegschok gedurende enkele honderden jaren te voeden, dus dit kan niet de hele verklaring zijn voor wat de astronomen hebben waargenomen.
Om de aard van zo’n schijfloze uitstroom beter te begrijpen, moeten nog veel meer dubbelstersystemen worden onderzocht. De toekomstige Extremely Large Telescope (ELT) van ESO zal astronomen helpen ‘meer van deze systemen in kaart te brengen, waaronder ook zwakkere, en soortgelijke systemen in detail te detecteren, wat uiteindelijk zal bijdragen aan het begrijpen van de nog steeds onverklaarbare mysterieuze energiebron’, zoals Scaringi voorziet.
Deze opname, gemaakt met het MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope, toont schokgolven rond de
dode ster RXJ0528+2838. Wanneer een ster door de ruimte beweegt kan hij materiaal uit zijn omgeving
wegduwen, waardoor een zogeheten boeggolf ontstaat - Foto: ESO
Bron: ESO
