In de 17e eeuw waren astronomen getuige van vele stergebeurtenissen die bewezen dat de sterrenhemel niet 'vast en eeuwig' was. Dit omvatte sterren waarvan de helderheid in de tijd varieerde - ook bekend als. "Variabele sterren." Tegen de 20e eeuw waren veel variabele sterren gecatalogiseerd en astronomen hebben er ook subklassen van onderscheiden - met name sterren die opzwellen en krimpen, ook wel pulserende variabelen genoemd.
In alle gevallen bleken deze variabele sterren ritmische pulsaties te hebben die van alle kanten zichtbaar waren. Maar een recente ontdekking door een internationaal team heeft bevestigd dat er variabele sterren zijn die maar van één kant kunnen pulseren. Deze pulserende ster, onderdeel van een systeem dat bekend staat als HD 74423, bevindt zich op ongeveer 1500 lichtjaar van de aarde en is de eerste in zijn soort die wordt gevonden.
De ontdekking werd gedaan door een team onder leiding van astronomen van het Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK) in Warschau, Polen, en bestond uit leden van het MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI), het Instituto de Astrofísica de Canarias, de Sydney Instituut voor Astronomie (SIfA) en meerdere universiteiten. Het onderzoek dat hun bevindingen beschrijft, verscheen onlangs in het tijdschrift Natuurastronomie.
Al tientallen jaren theoretiseren astronomen over het bestaan van pulserende sterren waarvan de oscillaties slechts vanaf één kant zichtbaar zijn. Maar het was pas onlangs, dankzij burgerwetenschappers die gegevens van NASA's Exoplanet-Hunting Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) onderzochten, werd een kandidaat gevonden.
Kort daarna namen de burgerwetenschappers contact op met prof. Saul Rappaport, een onderzoeker bij het MIT Kavli Institute en de contactpersoon van de onderzoeksinspanning van TESS. Het duurde niet lang voordat hij werd vergezeld door een internationaal team van astronomen die ook bezig waren met het bestuderen van deze ster, waarvan werd onthuld dat hij deel uitmaakte van een binair systeem.
Dit systeem staat bekend als HD 74423 en bevindt zich op 1500 lichtjaar van de aarde. Het bestaat uit een witte dwerg die ongeveer 1,7 keer de massa van de zon is en een rode dwerggenoot van het type M. Deze twee sterren draaien om elkaar met een periode van slechts 1,6 dagen, wat het gemakkelijk maakte om ze te detecteren tijdens het passeren (waar ze voor elkaar voorbij gingen ten opzichte van de waarnemer).
Prof. Gerald Handler, een onderzoeker bij het Nicolaus Copernicus Astronomical Center was de hoofdauteur van de paper. Zoals hij uitlegde in een recent CAMK-PAN-persbericht: "De voortreffelijke gegevens van de TESS-satelliet zorgden ervoor dat we variaties in helderheid konden waarnemen door zowel de zwaartekrachtvervorming van de ster als de pulsaties".
Tot hun verbazing merkte het team op dat de sterkte van de pulsaties afhing van de hoek waaronder de ster werd waargenomen, evenals de bijbehorende oriëntatie van zijn metgezel van de rode dwergster. Uiteindelijk verschenen alle kleine fluctuaties in helderheid die door het team werden waargenomen alleen toen dezelfde halve bol van de ster naar hen werd gericht.
Zo konden de astronomen met zekerheid concluderen dat de pulsaties slechts aan één kant van deze ster plaatsvonden. De sterkte van deze pulsaties, merkten ze op, varieerde ook met een periode van bijna twee dagen, passend bij de omlooptijd van de sterren. Hieruit theoretiseerde het team dat de strakke baan van dit binaire paar ertoe leidt dat ze een aanzienlijke zwaartekracht op elkaar uitoefenen.
Dit effect zou de oppervlakken van beide sterren verstoren en ervoor zorgen dat ze langwerpig en druppelvormig worden, waardoor de elektromagnetische pulsen van de ster naar één kant worden gefocust. Zoals Paulina Sowicka, een Ph.D. student aan CAMK PAN en co-auteur van de studie, zei:
“Terwijl de dubbelsterren om elkaar heen draaien, zien we verschillende delen van de pulserende ster. Soms zien we de kant die naar de begeleidende ster wijst, en soms zien we de buitenkant. '
Al in de jaren veertig hadden astronomen voorspeld dat er een klasse sterren zou kunnen zijn waarbij pulsaties worden beïnvloed door een naaste metgezel. Het idee dat getijdekrachten de pulsatie-as van een ster kunnen laten bewegen, wordt al meer dan 30 jaar door theoretici getheoretiseerd. Dankzij deze studie en al diegenen die het mogelijk hebben gemaakt, is er eindelijk observationeel bewijs voor deze verschijnselen (die tot nu toe ontbraken).
Professor Don Kurtz, een onderzoeker aan de University of Central Lancashire (VK) en co-auteur van de studie, was behoorlijk enthousiast over de vondst, waarnaar hij het grootste deel van zijn carrière heeft gezocht. "We weten theoretisch dat dergelijke sterren al sinds de jaren tachtig zouden bestaan", zei hij. "Ik ben al bijna 40 jaar op zoek naar een ster als deze en nu hebben we er eindelijk een gevonden."
Ook spannend is het feit dat deze ontdekking waarschijnlijk niet de laatste in zijn soort is. Zoals Prof. Rappaport zeker zou toevoegen: "Afgezien van zijn pulsaties, lijkt er niets bijzonders te zijn aan dit systeem, dus we verwachten nog veel meer verborgen te vinden in de TESS-gegevens!"
Last but not least is deze vondst opwindend vanwege de manier waarop het een geavanceerde wetenschappelijke missie, burgerwetenschappers en professionele onderzoekers samenbracht om een belangrijke ontdekking te doen. Het is een bewijs van het huidige tijdperk van astronomie en ruimteverkenning, dat profiteert van het delen van gegevens en publieksparticipatie zoals ooit tevoren.
