Messier 30, van HST's Advanced Camera for Surveys. Credit: NASA, ESA en Francesco Ferraro (Universiteit van Bologna
Blauwe achterblijvers zijn sterren die langer op de hoofdreeks blijven dan verwacht. Astronomen dachten dat blauwe achterblijvers "vampiers" waren die verse waterstof uit metgezellen zuigen om hun jeugdigheid op te warmen en te behouden. Maar nu blijken er twee soorten blauwe achterblijvers te zijn. Naast de vampieren zijn er ook de slechteriken: deze blauwe achterblijvers stelen massa van metgezelsterren door tegen hun buren te botsen, alsof ze in een stellaire mosh-put zijn. Een team van astronomen gebruikte gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop om het gehalte aan blauwe achterblijvers in Messier 30 te bestuderen, een zwerm van honderdduizend sterren op ongeveer 28.000 lichtjaar van de aarde.
Blauwe achterblijvers zijn bekend sinds het begin van de jaren vijftig, maar hoe ze zich hebben gevormd, blijft een astrofysische puzzel. Van alle sterren in Messier 30, die ongeveer 13 miljard jaar geleden ontstonden, bleek een klein deel ervan aanzienlijk jonger te zijn.
"Het is alsof je een paar kinderen ziet op een groepsfoto van bewoners van een bejaardentehuis en vraagt:‘ Hoe zijn ze daar gekomen? ’, Zei Alison Sills, assistent-professor aan de McMaster University. "Kortom, we lijken te hebben ontdekt dat er twee fonteinen zijn voor sterren."
Eerder werd gedacht dat de minder zware ster in een binair systeem als een "vampier" fungeert en verse waterstof overhevelt van zijn zwaardere metgezel, waardoor de kleinere ster kan opwarmen, blauwer en heter wordt. Uit de nieuwe studie blijkt echter dat sommige van de blauwe achterblijvers in plaats daarvan zijn verjongd door een soort 'kosmische facelift', dankzij kosmische botsingen. Deze stellaire ontmoetingen zijn bijna frontale botsingen waarbij de sterren feitelijk samensmelten, hun splijtstof mengen en de vuren van kernfusie opnieuw aanwakkeren. Samengevoegde sterren en binaire systemen zouden beide ongeveer het dubbele zijn van de typische massa van individuele sterren in de cluster.
“De waarnemingen, die overeenkomen met onze modellen, tonen aan dat blauwe achterblijvers die door botsingen worden gevormd, iets andere eigenschappen hebben dan die van vampirisme. Dit geeft een directe demonstratie dat de twee formatiescenario's geldig zijn en dat ze beide tegelijkertijd in dit cluster opereren, 'zei Sills, die deel uitmaakte van een internationale stoom die de bevindingen deed.
Met behulp van gegevens van de nu gepensioneerde Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) aan boord van Hubble ontdekten astronomen dat deze 'achterblijvende' sterren veel meer geconcentreerd zijn naar het centrum van de cluster dan de gemiddelde ster.
De centrale gebieden van bolhopen met een hoge dichtheid zijn drukke buurten waar interacties tussen sterren bijna onvermijdelijk zijn. Onderzoekers vermoeden dat Messier 30 een of twee miljard jaar geleden een grote 'kerninslag' onderging die sterren naar het centrum van de cluster begon te werpen, wat leidde tot een snelle toename van de dichtheid van sterren. Deze gebeurtenis verhoogde het aantal botsingen tussen sterren aanzienlijk en bevorderde de vorming van een van de families van blauwe achterblijvers. Aan de andere kant verstoorde de toename van de stellaire drukte als gevolg van het instorten van de kern ook de dubbele systemen, wat het fenomeen vampirisme aanmoedigde en zo de andere familie van blauwe achterblijvers vormde.
De studie zal worden gepubliceerd in het nummer van 24 december van Nature.
Bronnen: ESA Hubble Information, Center, McMaster University University of Wisconsin / Madison
