XMM-Newton onthult kosmische steen van Rosetta

De witte dwerg en haar begeleider
6 september 2009

ESA’s röntgentelescoop XMM-Newton, die in een uitgerekte ellipsvormige baan rond de aarde draait, heeft een ware kosmische steen van Rosetta gevonden. Het gaat om de eerste close-up van een witte dwergster, die rond een andere ster draait en die over enkele miljoenen jaren in een supernova kan uitbarsten.

Deze supernovae worden als bakens gebruikt om afstanden in het heelal te meten en om uiteindelijk ook de uitdijing van het heelal beter te begrijpen. Astronomen zaten dit mysterieuze object op de hielen sinds 1997. Toen ontdekten ze x-straling (of röntgenstraling) van een object in de buurt van de heldere ster HD 49798.

Dankzij de uiterst gevoelige waarnemingen van XMM-Newton kon men het mysterieuze object in zijn baan waarnemen. Het bleek om een witte dwerg te gaan, het dode hart van een ster, dat x-straling in de ruimte uitzendt.

XMM-Newton
ESA's röntgenobservatorium XMM-Newton

Sandro Mereghetti van het Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF–IASF) in Milaan en zijn medewerkers ontdekten dat dit geen gewone witte dwerg is. De massa van de ster bleek twee keer zoveel als verwacht te zijn. De meeste witte dwergen persen 0,6 keer de massa van de zon in een object dat amper zo groot is als de aarde. Maar deze bijzondere witte dwerg heeft een minstens dubbel zo grote massa en een diameter die slechts de helft van die van de aarde bedraagt. De ster draait elke 13 seconden om haar as, sneller dan alle andere bekende witte dwergen.

De onderzoekers kunnen behoorlijk zeker zijn van deze cijfers, aangezien de gegevens van XMM-Newton de astronomen toelieten de meest robuuste methode te gebruiken om een ster te ‘wegen’, een methode die gebruik maakt van de theorie van de zwaartekracht zoals Isaac Newton die in de 17de eeuw vooropstelde. Hoogst waarschijnlijk verwierf de witte dwerg zijn ongewone massa door gas te ‘stelen’ van de begeleidende ster, een proces dat ook bekend staat als accretie. Met een massa van 1,3 keer die van de zon bevindt de witte dwerg zich nu heel dicht bij een gevaarlijke grens.

Waarschijnlijk zal de ster over enkele miljoenen jaren exploderen… Volgens berekeningen zal ze aanvankelijk zo helder worden als de volle maan en overdag met het blote oog kunnen gezien worden.

Wanneer de ster meer dan 1,4 keer de massa van de zon zal hebben zal ze waarschijnlijk ofwel exploderen, ofwel ineenklappen tot een nog meer compact object, een neutronenster. De explosie van een witte dwerg is de belangrijkste verklaring voor supernovae van het type- Ia, die door astronomen als standaardbakens worden gebruikt om de uitdijing van het heelal te meten. Tot nu toe hebben astronomen nog geen witte dwerg kunnen vinden in een dubbelstersysteem, waarvan ze de massa zo nauwkeurig konden bepalen.

‘Dit is de steen van de Rosetta bij de witte dwergen in dubbelstersystemen. Onze nauwkeurige bepaling van de massa’s van de twee sterren is cruciaal. We kunnen haar nu verder bestuderen en haar verleden reconstrueren om op die manier ook haar toekomst te bepalen’, zegt Mereghetti.

En die toekomst belooft spectaculair te worden. De ster zal over enkele miljoenen jaren waarschijnlijk exploderen. Hoewel ze ver genoeg van de aarde staat en voor onze planeet geen gevaar vormt zal het om een uitzonderlijk spectaculair hemelverschijnsel gaan. Berekeningen suggereren dat ze aanvankelijk zo helder zal worden als de volle maan en overdag met het blote oog zal kunnen gezien worden.

Onze nakomelingen zullen dus een spectaculaire show aan de hemel te zien krijgen. Dankzij XMM-Newton kunnen we er al naar beginnen uitkijken.

Achtergrond

‘An ultra massive fast-spinning white dwarf in a peculiar binary system’ door S. Mereghetti, A. Tiengo, P. Esposito, N. La Palombara, GL. Israel, L. Stella in Science van 4 september 2009.

Meer informatie

Sandro Mereghetti
IASF-INAF
Milan, Italy
Sandro@iasf-milano.inaf.it

Norbert Schartel
ESA XMM-Newton Project Scientist
Norbert.Schartel@esa.int

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.