Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Hoe oud zijn sterrenstelsels? Astronomen meten dat onder meer door de hoeveelheid licht te meten die uitgebrande witte dwergsterren nog uitstralen. Maar die lijken nu een anti-verouderingstruc te hebben.
Als een ster door zijn brandstof heen is, kan hij niet meer genoeg hitte produceren om de kernreacties gaande houden: de ster ‘sterft’ dan. Afhankelijk van de massa kennen sterren verschillende eindfasen. Zo is een witte dwerg het compacte object dat uiteindelijk overblijft als een ster die tot tien keer zo zwaar is als onze zon de pijp uitgaat. Het hemellichaam koelt heel traag af totdat hij geen licht of warmte meer afgeeft, en wordt dan een zwarte dwerg. Dat duurt echter zó lang dat er waarschijnlijk nog geen zwarte dwergen in ons heelal te vinden zijn.
Toch wordt het beeld van een witte dwerg die tergend langzaam afkoelt nu in twijfel getrokken door waarnemingen die met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gedaan. Een internationale groep astronomen heeft namelijk ontdekt dat sommige witte dwergen de snelheid waarmee ze verouderen kunnen vertragen.
Lees ook:
De zon wordt ook een witte dwerg
Als een ster in een witte dwerg verandert, zet hij eerst waterstof in de kern om in helium. Daarna begint de ster met de volgende stap; het verbranden van helium tot koolstof en zuurstof. In de tussentijd zwelt het hemellichaam op waardoor het aan het eind van zijn leven honderd tot soms wel duizend keer zo groot als onze zon kan zijn. Zo’n rode reus verliest makkelijk materiaal, hij straalt namelijk zo helder dat hij zijn buitenste lagen de ruimte in blaast. Wat uiteindelijk overblijft, is de oude, super compacte, opgebrande kern van de ster; een witte dwerg. En die is zo compact dat een kubieke centimeter maar liefst 10.000 kilogram weegt. Dit lot staat over een paar miljard jaar ook onze zon te wachten.
M3 en M13
Door afkoelende witte dwergen te bestuderen, begrijpen astronomen niet alleen deze eindfase beter, maar ook de stadia die eraan vooraf gaan. Om te achterhalen hoe verschillende populaties witte dwergen afkoelen, vergeleek het team van onder meer het Italian National Institute for Astrophysics witte dwergen uit twee sterrenstelsels.
De stelsels, M3 en M13 geheten, vertonen veel overeenkomsten, waaronder de leeftijd en de metalliciteit (waarmee andere elementen dan waterstof en helium wordt bedoeld), maar de sterpopulaties waaruit uiteindelijk witte dwergen ontstaan, zijn verschillend. M13 zou bijvoorbeeld veel hetere sterren bevatten.
Waterstofschil
De astronomen observeerden met Hubble’s Wide Field Camera 3 – zijn meest geavanceerde camera die in het zichtbare spectrum meet – de twee sterrenstelsels en konden zo meer dan 700 witte dwergen vergelijken. Ze ontdekten dat M3 voornamelijk ‘standaard’ witte dwergen bevat die gewoon afkoelende sterkernen zijn. M13 daarentegen bevat twee groepen van witte dwergen: de standaard exemplaren en witte dwergen die erin geslaagd zijn hun buitenste schil van waterstof vast te houden, waardoor ze langer kunnen branden en dus langzamer afkoelen. De onderzoekers schatten dat zo’n 70 procent van de witte dwergen in M13 dit ‘trucje’ hanteert.
Volgens het sterrenkundige team kan de ontdekking ook gevolgen hebben voor de manier waarop de leeftijd van sterren in de Melkweg wordt gemeten. Doordat astronomen dachten dat het afkoelingsproces van witte dwergen voorspelbaar was, gebruikten ze die kennis om de leeftijd van sterrenhopen te bepalen. Maar nu er witte dwergen bekend zijn die het afkoelingsproces vertragen, kunnen die leeftijdsschattingen tot wel 1 miljard jaar ernaast zitten.
Bronnen: Nature Astronomy, ESA/Hubble Information Center via EurekAlert!
Beeld: ESA/Hubble & NASA, G. Piotto et al.