De witte dwergster zuigt net als een vampier materiaal weg van zijn metgezel, met een uitbarsting tot gevolg.

Onderzoekers ontdekten de bijzondere dubbelster in gegevens van ruimtetelescoop Kepler. Hoewel deze telescoop al een tijdje met pensioen is, komen wetenschappers nog geregeld pareltjes in Kepler-data tegen. “In zekere zin ontdekten we het systeem bij toeval,” zegt hoofdonderzoeker Ryan Ridden-Harper. “We waren niet specifiek opzoek naar een superuitbarsting.”

Kepler
Kepler werd in 2009 gelanceerd en moest in eerste instantie langdurig naar zo’n 150.000 sterren turen. Men hoopte dat de telescoop de helderheid van vele van deze sterren kortstondig zou zien afnemen. Dat kon immers een aanwijzing zijn dat rond deze sterren een planeet draaide die zo af en toe tussen Kepler en de ster langs bewoog en daarbij een deel van het sterlicht tegenhield. Maar deze methode maakt het ook mogelijk om andere zogenaamde ‘transits’ te spotten. En op die manier zijn onderzoekers nu een zeldzame superuitbarsting op het spoor gekomen van een voorheen onbekende dubbelster.


Dubbelster
Het systeem bestaat uit een witte dwergster – een restant van een zonachtige ster – en een bruine dwergster – een zogenoemde mislukte ster (zie kader). De bruine dwerg cirkelt om de 83 minuten om de witte dwerg heen op een afstand van slechts 400.000 kilometer. Ter vergelijking; dat is ongeveer de afstand van de aarde tot de maan. De twee sterren staan zo dicht bij elkaar in de buurt, dat de sterke zwaartekracht van de witte dwerg ervoor zorgt dat de ster het materiaal van de bruine dwerg als het ware wegzuigt, net als een vampier. Het weggezogen materiaal vormt vervolgens een accretieschijf terwijl deze in de richting van de witte dwerg vloeit. “Accretieschijven bestaan overal; van nieuw gevormde sterren tot superzware zwarte gaten,” zegt Ridden-Harper. “Het is dus heel belangrijk om ze goed te begrijpen.”

Meer over bruine dwergen
Een bruine dwerg heeft een massa die kleiner is dan de massa van een ster, maar veel groter is dan die van een gasreus. Omdat bruine dwergen op dezelfde manier ontstaan als een ster, maar te klein zijn om tot kernfusie te komen, worden bruine dwergen ook wel mislukte sterren genoemd.

De bijzondere dans tussen de twee sterren zorgde ervoor dat het systeem kort oplichtte met een factor 1600 voordat deze weer langzaam vervaagde. En het is ruimtetelescoop Kepler dus gelukt om dit bijzondere verschijnsel te observeren. Kepler verzamelde elke 30 minuten gegevens, waardoor de spectaculaire superuitbarsting in detail kon worden vastgelegd. Kepler ving echter eerst een langzame toename van de helderheid op, gevolgd door een hele snelle intense flits. Hoewel een plotselinge opheldering wordt voorspeld door verscheidene theorieën, blijft de oorzaak van zo’n langzame start een mysterie. Standaardmodellen over accretieschijven voorspellen dit fenomeen namelijk niet.

Op deze illustratie is het nieuw ontdekte dubbelstersysteem te zien. De witte dwergster zuigt materiaal op van zijn metgezel, wat leidde tot een zeldzame superuitbarsting. Afbeelding: NASA and L. Hustak (STScI)

Theorieën suggereren dat een superuitbarsting tot stand komt wanneer de accretieschijf een omslagpunt bereikt. Terwijl het materiaal ophoopt, wordt de schijf groter en groter, totdat de buitenrand onstabiel wordt ten opzichte van de baan van de bruine dwerg. Dit kan ertoe leiden dat de schijf oververhit raakt. Waarnemingen tonen inderdaad aan dat de temperatuur van de schijf stijgt van ongeveer 2.700 – 5.300 graden Celsius in zijn normale toestand naar wel 9.700 – 11.700 graden Celsius tijdens de piek van de superuitbarsting.


Het waargenomen dubbelstersysteem is uiterst zeldzaam; op dit moment zijn er slechts honderd gevallen bekend. Ook de bijbehorende uitbarstingen komen niet vaak voor. Soms zitten er wel jaren of zelfs decennia tussen zulke uitbarstingen, waardoor het ontzettend lastig is om ze op heterdaad te betrappen. “De detectie van het waargenomen object geeft ons hoop dat er nog meer van dit soort zeldzame gebeurtenissen in Kepler-data verstopt zitten,” zegt onderzoeker Armin Rest. Het team is dan ook van plan om de verzamelde gegevens van Kepler, evenals data van planetenjager TESS, verder uit te pluizen.