Wetenschappers van het Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hebben een nieuwe categorie van stellaire objecten geïdentificeerd die niet past binnen de bestaande classificaties van sterren en sterresten. In een onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics beschrijven de onderzoekers twee uitzonderlijke witte dwergen die samen een nieuwe klasse vormen: fusieresten van witte dwergen.
Twee bijzondere objecten met unieke eigenschappen
De twee objecten, die de bijnamen "Gandalf" en "Moon-Sized" hebben gekregen, delen vijf opmerkelijke eigenschappen die hen onderscheiden van gewone witte dwergen. Volgens universetoday.com zijn beide objecten ultra-massief, draaien ze extreem snel rond hun as, stralen ze röntgenstraling uit, hebben ze een krachtig magnetisch veld en zijn ze geïsoleerde objecten zonder begeleidende ster.
Witte dwergen zijn de uitgebrande overblijfselen van sterren die hun nucleaire brandstof hebben opgebruikt. Over ongeveer vijf tot acht miljard jaar zal ook onze zon evolueren tot een witte dwerg. Deze objecten zijn extreem compact: ze hebben ongeveer de massa van een ster, maar zijn samengeperst tot de grootte van de aarde.
Röntgenstraling zonder begeleider: een raadsel
Het meest opvallende kenmerk van Gandalf en Moon-Sized is dat ze röntgenstraling uitstralen, terwijl ze geen begeleidende ster hebben. Normaal gesproken wordt deze röntgenstraling alleen waargenomen bij witte dwergen in dubbelstersystemen, waar de compacte witte dwerg materiaal van zijn begeleider aftrekt in een proces dat accretie wordt genoemd.
"We dachten aanvankelijk dat het een dubbelstersysteem was," verklaart Andrei Cristea, promovendus aan ISTA en hoofdauteur van het onderzoek, in een persbericht van het instituut. Het ontbreken van een begeleidende ster maakte Gandalf tot het eerste voorbeeld van een geïsoleerde witte dwerg met de röntgenkenmerken van een dubbelstersysteem.
Moon-Sized werd al in 2021 ontdekt en viel op door zijn snelle rotatie en extreem krachtige magnetisch veld. Volgens eurekalert.org heeft het object ongeveer dezelfde grootte als de maan van de aarde, wat de bijnaam verklaart. Witte dwergen zijn doorgaans niet magnetisch, wat dit object extra bijzonder maakt.
Fusieresten als verklaring
De onderzoekers concluderen dat beide objecten het resultaat zijn van de fusie van twee witte dwergen. Wanneer twee witte dwergen in een dubbelstersysteem naar elkaar toe spiraliseren en uiteindelijk samensmelten, ontstaat een object met unieke eigenschappen. Meestal leidt zo'n fusie tot een supernova van type Ia, maar in sommige gevallen blijft een stabiel object over.
Bij Gandalf ontdekten de astronomen ook circumstellair materiaal rondom het object, wat wijst op een recente verstorende gebeurtenis. universetoday.com vertoont Gandalf bovendien een unieke "halve ring" van materiaal, een kenmerk dat nog niet eerder bij witte dwergen was waargenomen.
Een nieuwe classificatie in de sterrenkunde
Het identificeren van een nieuwe klasse van stellaire objecten is geen alledaagse gebeurtenis in de astronomie. Zoals miragenews.com, kunnen nieuwe objecten met interessante eigenschappen de zoektocht naar vergelijkbare objecten stimuleren en mogelijk een nieuwe categorie van sterren definiëren.
De onderzoekers van ISTA, onder leiding van assistent-professor Ilaria Caiazzo, stellen dat twee voorbeelden voldoende zijn om een nieuwe klasse te definiëren, vooral wanneer deze objecten zoveel unieke eigenschappen delen. Het team bestaat uit Andrei Cristea, Ilaria Caiazzo en promovendus Aayush Desai.
Implicaties voor ons begrip van stellaire evolutie
De ontdekking van deze nieuwe klasse van objecten heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van stellaire evolutie en de levenscyclus van sterren. Onderzoek van de afgelopen vijftien jaar heeft aangetoond dat dubbel- of meervoudige sterrensystemen veel gebruikelijker zijn dan astronomen eerder dachten.
De identificatie van fusieresten als aparte categorie helpt astronomen om de diversiteit van stellaire eindstadia beter te begrijpen. Het toont aan dat de classificatiesystemen die wetenschappers gebruiken praktische hulpmiddelen zijn die voortdurend moeten worden aangepast aan nieuwe ontdekkingen.
De bevindingen zijn gepubliceerd in zowel het peer-reviewed tijdschrift Astronomy & Astrophysics als in een preprint op arXiv, waardoor de wetenschappelijke gemeenschap de resultaten kan bestuderen en verifiëren. Het onderzoek opent de deur naar de zoektocht naar meer vergelijkbare objecten in het heelal, wat mogelijk tot verdere verfijning van deze nieuwe classificatie zal leiden.