Afbeelding tegoed: SDSS
Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een nieuwe methode ontwikkeld om ongebruikelijke astronomische paringen te bestuderen: pre-cataclysmische variabelen - een witte dwerg en een rode dwerg die strak om elkaar draaien. Vóór deze nieuwe methode waren er slechts 100 van deze objecten ontdekt, maar deze nieuwe methode heeft nog eens 400 gegevens opgeleverd uit de Sloan Digital Sky Survey. Wanneer de twee sterren dichtbij genoeg komen, stroomt materiaal van de rode dwerg op de witte dwerg en zet zich af op het oppervlak. Hierdoor wordt de witte dwerg verhit en kan deze als een supernova exploderen.
Tot voor kort hadden astrofysici die exotische sterrenstelsels bestudeerden die een witte dwerg en een rode dwerg dicht bij elkaar in de buurt hadden, niet veel te doen.
Slechts vijf jaar geleden wisten wetenschappers van minder dan 100 van dergelijke systemen, de zogenaamde pre-cataclysmische variabelen. Maar vandaag zei een team van astronomen van de Universiteit van Washington dat, met gegevens van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS), het aantal nu is gegroeid tot bijna 500.
Dat is belangrijk omdat onderzoekers nu witte dwerg- en rode dwergsterren in verschillende stadia van hun levenscyclus kunnen bestuderen, waardoor wetenschappers de mogelijkheid hebben om ze te vergelijken en inzicht te krijgen in hoe de systemen in de loop van miljarden jaren evolueren en veranderen, mogelijk supernova's worden.
"We hebben tot nu toe nooit de kans gehad om verschillende van deze systemen in detail te bestuderen", zegt Nicole Silvestri, een astronomisch onderzoeker van de Universiteit van Washington. Met behulp van deze grote steekproef van de SDSS geloven Silvestri en haar collega's dat ze enkele van de al lang bestaande vragen in de astronomie over pre-cataclysmische variabelen en hun uiteindelijke eindproducten, cataclysmische variabele systemen, kunnen gaan beantwoorden.
Silvestri is hoofdauteur van een posterpresentatie over de bevindingen die vandaag (6 januari 2004) zijn gepresenteerd tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society in Atlanta. Medeauteurs van het project zijn Suzanne Hawley en Paula Szkody van de afdeling Astronomie van de Universiteit van Washington. De National Science Foundation ondersteunde het onderzoek.
Pre-cataclysmische variabele systemen koppelen een rode dwergster ongeveer een tiende van de grootte van onze zon en een dicht overblijfsel van een ster, een witte dwerg genaamd, in een nauwe baan om elkaar heen. Als de twee sterren dicht genoeg bij elkaar zijn en elkaar in minder dan vier uur cirkelen, kan de zwaartekracht van de dichtere witte dwerg materiaal van de minder dichte rode dwerg trekken. Materiaal van de rode dwerg vormt een schijf rond de witte dwerg die zich uiteindelijk ophoopt op het oppervlak van de witte dwerg. (Variabiliteit verwijst naar de veranderende hoeveelheid licht die van de sterren komt terwijl ze om elkaar heen draaien).
Terwijl de witte dwerg massa wint, vinden er op het oppervlak van de witte dwerg veel kleine explosies plaats, cataclysmische gebeurtenissen genoemd. Als de zwaartekracht van de witte dwerg een kritiek punt bereikt, kan deze catastrofaal instorten. Hierdoor wordt de witte dwerg enorm verhit en kan deze als een supernova exploderen.
Pre-cataclysmische variabelen die tot nu toe in de SDSS-gegevens zijn gevonden, hebben een omlooptijd van vier tot twaalf uur en zijn niet dichtbij genoeg om materiaal tussen de sterren te verplaatsen.
Silvestri zei dat de evolutie van een pre-cataclysmische variabele naar een cataclysmische variabele miljarden jaren in beslag neemt en dat het onmogelijk zou zijn om slechts één systeem te bestuderen terwijl het evolueert. Maar met bijna 500 pre-cataclysmische variabelen om te bestuderen, 'zullen we met een dataset van deze omvang momentopnames kunnen maken in de tijd van de evolutie van het systeem', zei ze. 'Hierdoor kunnen de onderzoekers bestuderen hoe de eigenschappen van elke ster veranderen naarmate het paar dichter bij elkaar komt, iets dat tot nu toe nooit is onderzocht.'
Silvestri en haar collega's weten nog steeds niet één vreemde eigenschap van het onderzoek te verklaren. Er zijn duizenden geïsoleerde witte dwergen waargenomen en honderden daarvan zijn magnetisch bevonden. En veel witte dwergen in catastrofale variabelen zijn magnetisch. Maar niet een van de witte dwergen die wordt waargenomen in de pre-cataclysmische variabele systemen is magnetisch.
"Dit maakt de oorsprong van magnetische cataclysmische variabelen (bekend als polars), die magnetische witte dwergen bevatten, buitengewoon mysterieus", voegde SDSS-onderzoeker Suzanne Hawley van de Universiteit van Washington eraan toe.
"Dat is een vraag waar we nog steeds een antwoord op proberen te vinden", zei Silvestri. "Hoe krijg je een magnetische witte dwerg in een cataclysmische variabele als deze niet afkomstig is uit een van deze paren die evolueert naar een cataclysmische variabele?" Het team van de University of Washington, James Liebert van de University of Arizona en anderen bereiden een paper over die bevinding voor voor het Astronomical Journal.
Oorspronkelijke bron: SDSS News Release
