Nieuw onderzoek bevestigt: het stersysteem AR Scorpii bevat een nog niet eerder gespotte, pulserende witte dwerg.

AR Scorpii is een dubbelstersysteem dat op zo’n 380 lichtjaar afstand staat en bestaat uit een witte dwerg (zie kader) en een rode dwerg. Op het eerste gezicht leek het systeem niet zo bijzonder. Tot onderzoekers het in 2015 eens nader bestudeerden. “AR Scorpii is meer dan veertig jaar geleden ontdekt, maar zijn ware aard bleef onduidelijk totdat wij hem in 2015 begonnen waar te nemen. Al binnen enkele minuten beseften we dat we getuige waren van iets bijzonders.”

Over de witte dwerg

Als een ster ouder wordt, valt de waterstoffusie in de kern van de ster stil en zwelt deze op. Dan ontstaat een rode reus. Wanneer de ster vervolgens zijn buitenste lagen gas en stof weg blaast, trekt de kern samen en blijft een witte dwerg over. Zo’n witte dwerg is ongeveer net zo groot als de aarde, maar heeft een veel grotere dichtheid (een theelepel witte dwerg-materie weegt ongeveer net zoveel als een olifant op aarde!).

Pulsen
De onderzoekers ontdekten dat de dubbelster elke 1,97 minuten op een breed scala aan golflengten – van ultraviolet tot radio – spectaculaire pulsen voortbrengt. Die pulsen ontstaan doordat de snel ronddraaiende witte dwerg elektronen aanjaagt, waardoor deze energierijke deeltjes bijna de snelheid van het licht bereiken. Die energierijke deeltjes produceren stralingsuitbarstingen die de rode dwerg in het dubbelstersysteem treffen.

Pulsar
Daarmee vertoont de witte dwerg gedrag dat we kennen van pulserende neutronensterren, ook wel ‘pulsars’ genoemd. Een pulsar heeft een krachtig magnetisch veld. Dat magnetisch veld draait, waardoor een elektrisch veld wordt opgewekt. En dat laatstgenoemde veld versnelt de geladen deeltjes bij de magnetische polen. Het resultaat? Bij de magnetische polen ontstaan twee elektromagnetische straalstromen.

Veel vragen
Maar is de witte dwerg in AR Scopii werkelijk te vergelijken met een pulsar? Op basis van het onderzoek uit 2015 konden wetenschappers dat niet met 100% zekerheid zeggen. Er bleven namelijk veel vragen. Kon de witte dwerg verantwoordelijk zijn voor de elektromagnetische velden die de elektronen waarschijnlijk versnelden? En waar kwamen de elektronen nu precies vandaan: van de witte dwerg of van de rode dwerg?

Een nieuw onderzoek schept nu meer duidelijkheid en bevestigt dat we in AR Scorpii te maken hebben met een pulserende witte dwerg. Het onderzoek bevestigt onder meer dat de energie die van het dubbelstersysteem afkomstig is, in één enkele richting wordt uitgezonden. En dat de witte dwerg beschikt over een elektromagnetisch veld dat zo’n 100 miljoen keer krachtiger is dan het magnetisch veld van de aarde. Dat elektromagnetische veld jaagt elektronen in de atmosfeer van de rode dwerg aan. “AR Sco (de witte dwerg, red.) is een soort gigantische dynamo, een magneet ter grootte van de aarde, met een magnetisch veld dat ongeveer 10.000 keer sterker is dan het krachtigste magnetische veld dat we in het laboratorium kunnen produceren en het roteert elke twee minuten,” vertelt onderzoeker Boris Gänsicke. “Daarbij wordt een enorme elektrische stroom gegenereerd in de rode dwergster, wat weer leidt tot de variaties in het licht dat wij detecteren.” Onderzoeker Tom Marsh voegt toe: “De nieuwe gegevens laten zien dat het licht van AR Sco sterk gepolariseerd is en dat het magnetisch veld de emissie van het totale systeem controleert. En daarmee is het (gedrag van het systeem, red.) vergelijkbaar met dat van de traditionele pulserende neutronensterren.”