Een uitgedoofde, verschrompelde witte dwergster kan een korte opleving hebben die gepaard gaat met een explosie van röntgenstraling. Zo’n uitbarsting is nu voor het eerst – bij toeval – waargenomen door een groep astronomen.
Het ene moment was er niets bijzonders te zien aan de hemel. Vier uur later verscheen een felle flits van röntgenstraling. Toen de telescoop die de flits had gezien weer vier uur later hetzelfde gebied aan de hemel opnieuw vastlegde, was de röntgenstraling alweer uitgedoofd.
Mazzel
De flits is gemeten door eROSITA, een meetinstrument op een ruimtetelescoop op 1,5 miljoen kilometer van de aarde. ‘De röntgenstraling was echt ontzettend fel’, zegt astronoom Ole König van de Duitse Friedrich-Alexander-universiteit. ‘Eigenlijk te fel. Het heeft het centrale deel van de detector overbelicht. We moesten een slimme manier bedenken om de informatie uit de overbelichte gegevens te halen.’
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
De snelle röntgenuitbarsting lijkt veroorzaakt te zijn door een witte dwergster. Astronomen hebben het bestaan van deze explosies jaren geleden al voorspeld, maar ze waren nog nooit waargenomen. Tot nu.
Deze ontdekking van König en zijn collega’s was tot op zekere hoogte mazzel. ‘Jaarlijks vinden er in de Melkweg veertig tot vijftig explosies plaats bij witte dwergen’, zegt König. ‘Alleen de allerzwaarste daarvan veroorzaken felle röntgenuitbarstingen.’ En dan moet je net op het juiste moment je telescoop op de juiste plek aan de hemel gericht hebben. De röntgenuitbarstingen zijn namelijk lastig te voorspellen.
Witte dwergster
Sterren met een massa en samenstelling zoals onze zon eindigen hun leven als witte dwergster. Ze hebben een deel van hun materie weggeblazen. Alles dat rest, is een in elkaar gestorte kern, die voornamelijk bestaat uit koolstof en zuurstof. Binnenin vindt geen kernfusie meer plaats. De brandstof voor deze energieopwekkende kernreactie – waterstof – is op.
Een witte dwergster is ongeveer zo groot als de aarde, en heeft een massa van 0,6 tot 1,3 keer die van de zon. Witte dwergen zijn dus enorm compact. Eén theelepeltje ervan weegt net zoveel als een vrachtwagen.
Deze uitgebluste, verschrompelde sterren kunnen af en toe een opleving krijgen. Bijvoorbeeld als ze een dubbelstersysteem vormen met een ‘levende’ ster. In dat geval kan de witte dwerg waterstofgas van zijn buurster naar zich toe trekken. Dit komt als een deken op het oppervlak te liggen. Door de enorme zwaartekracht van de witte dwerg wordt dit gas steeds verder samengedrukt naarmate er meer bij komt. Hierdoor stijgt de temperatuur. Op een gegeven moment is de temperatuur zo hoog dat er kernfusie op gang komt in de deken van waterstof. Daar komt zo veel energie bij vrij, dat er een explosie ontstaat die het waterstofgas wegblaast.
Overbelicht
Dit is wat er waarschijnlijk gebeurde aan het oppervlak van een witte dwergster op ruim 8250 lichtjaar afstand. De röntgenstraling die bij die explosie vrijkwam, bereikte eROSITA op 7 juli 2020. De astronomen zijn ruim een jaar bezig geweest om het overbelichte plaatje te analyseren.
Frederick Walter van Stony Brook-universiteit is onder de indruk van de analyse door König en collega’s. In een gelijktijdig verschenen commentaar schrijft hij: ‘De les uit deze observatie is dat een scherpzinnig team zelfs met een korte, onverwachte detectie erachter kan komen dat een zeldzame gebeurtenis heeft plaatsgevonden.’
Hete boel
Uit de analyse blijkt dat het gaat om een relatief grote witte dwerg met ongeveer dezelfde massa als de zon. Het gloeiende waterstofgas dat weggeblazen werd bij de explosie bereikte een temperatuur van ongeveer 327.000 graden.
‘Van de buurster weten we bijna niets’, zegt König. ‘Alleen dat het een lichtzwakke ster is, die we nog niet kunnen waarnemen.’
Om te begrijpen of alle witte-dwerg-explosies vergelijkbaar verlopen, gaan de onderzoekers de data van eROSITA doorspitten op zoek naar meer toevalstreffers.
