Wit­te dwer­gen rek­ken le­ven met mil­jard jaar

Wit­te dwer­gen zijn op­ge­bran­de ster­ren. Ze blij­ven on­ver­wacht lang hel­der, blijkt nu uit me­tin­gen. Een ou­de the­o­rie is daar­mee be­ves­tigd. Aan de hel­der­heid van een wit­te dwerg kan zijn leef­tijd wor­den af­ge­le­zen

NRC Handelsblad - - Wetenschap - Door on­ze me­de­wer­ker

Ed­dy Ech­ter­nach

Wit­te dwer­gen, de res­ten van uit­ge­put­te ster­ren, kris­tal­li­se­ren van bin­nen­uit. Daar­mee rek­ken ze hun le­ven met een mil­jard jaar. Dat werd 50 jaar ge­le­den voor­speld en er wa­ren in­ci­den­te­le waar­ne­min­gen die de the­o­re­ti­ci aar­ze­lend ge­lijk ga­ven. Nu is het be­ves­tigd met me­tin­gen aan een enor­me groep wit­te dwer­gen van uit­een­lo­pen­de leef­tij­den. Het zijn waar­ne­min­gen van de Eu­ro­pe­se ruim­te­te­le­scoop Gaia.

Wit­te dwer­gen zijn de ‘in­ge­stor­te’ ker­nen van ster­ren die geen energie meer kun­nen op­wek­ken door mid­del van kern­fu­sie. Zo­dra de grond­stof­fen voor die kern­fu­sie (wa­ter­stof en he­li­um) uit­ge­put ra­ken, krimpt de kern van de ster in­een tot on­ge­veer de af­me­tin­gen van de aar­de. De rest van de ster wordt de ruim­te in ge­bla­zen. Een ster die wit­te dwerg wordt, is aan­van­ke­lijk nog zeer heet en ei­gen­lijk maar met één ding be­zig: af­koe­len. Met­ter­tijd wordt hij ro­der van kleur en min­der hel­der.

In prin­ci­pe kan aan de hel­der­heid van een wit­te dwerg dus wor­den af­ge­le­zen wat zijn leef­tijd is. Be­re­ke­nin­gen la­ten ech­ter zien dat het af­koe­len van een wit­te dwerg niet ge­lijk­ma­tig ver­loopt. Op enig mo­ment gaan de kool­stof- en zuur­stofi­o­nen in de kern van de ster kris­tal­li­se­ren. Daar­bij ko­men aan­zien­lij­ke hoe­veel­he­den warm­te vrij, die de af­koe­ling van de wit­te dwerg met on­ge­veer een mil­jard jaar ver­tra­gen. Dat is de the­o­rie.

Be­staat die ver­tra­ging, dan zou er een over­schot aan ‘te hel­de­re’ wit­te dwer­gen moe­ten zijn. Om dat te kun­nen ve­ri­fi­ë­ren moet ech­ter van een groot aan­tal wit­te dwer­gen zo­wel de Na­tu­re

De nu ge­me­ten ver­tra­ging in de af­koe­ling van wit­te dwer­gen kent een be­lang­rij­ke prak­ti­sche toe­pas­sing. Ze maakt het mo­ge­lijk om nauw­keu­ri­ge­re schat­tin­gen te ma­ken van de leef­tij­den van ster­po­pu­la­ties – mits de­ze wit­te dwer­gen om­vat­ten na­tuur­lijk.

Hoe­wel wit­te dwer­gen van zich­zelf niet veel energie meer pro­du­ce­ren, zijn ze nog wel tot groot­se din­gen in staat. Dat is met na­me het ge­val wan­neer een wit­te dwerg een an­de­re ster als be­ge­lei­der heeft. In dat ge­val kan hij ma­te­rie van zijn ster ‘af­snoe­pen’ en hult hij zich in een at­mos­feer van ‘vers’ wa­ter­stof­gas. Dat re­sul­teert in een zo­ge­he­ten nova-ex­plo­sie, waar- bij de wit­te dwerg ge­du­ren­de kor­te tijd mil­joe­nen ke­ren meer licht uit­zendt dan on­ze zon.

In som­mi­ge ge­val­len her­haalt dit ver­schijn­sel zich met tus­sen­po­zen van en­ke­le ja­ren. As­tro­no­men spre­ken dan van een re­cur­ren­te nova. Door­dat bij el­ke nova-ex­plo­sie schok­gol­ven met snel­he­den tot wel 10.000 ki­lo­me­ter per se­con­de op­tre­den, vormt zich een hol­te in het om­rin­gen­de in­ter­stel­lai­re gas. De ver­wach­ting was dat de hol­tes rond re­cur­ren­te nova’s aan­zien­lij­ke af­me­tin­gen zou­den kun­nen be­rei­ken, maar tot nu toe wa­ren er geen exem­pla­ren gro­ter dan en­ke­le licht­ja­ren be­kend.

Een in­ter­na­ti­o­naal team on­der lei­ding van Matt Darn­ley van de Li­ver­pool Jo­hn Moor­es-uni­ver­si­teit heeft nu ech­ter een hol­te rond een re­cur­ren­te nova ont­dekt die ruw­weg 400 bij 300 licht­jaar meet. De ver­oor­za­ker er­van – M31N 2008-12a – be­vindt zich niet in on­ze Melk­weg, maar in het na­bu­ri­ge An­dro­medastel­sel. Uit de af­me­tin­gen van de hol­te wordt af­ge­leid dat de­ze wit­te dwerg al mil­joe­nen ja­ren nova-ex­plo­sies ver­toont. Mo­men­teel komt er jaar­lijks een­tje bij.

Het ziet er ech­ter naar uit dat het ein­de van de reeks ex­plo­sies in zicht is. In hun even­eens in Na­tu­re ge­pu­bli­ceer­de on­der­zoeks­ver­slag con­clu­de­ren Darn­ley en zijn col­le­ga’s dat de M31N 2008-12a meer ma­te­rie van de be­ge­lei­den­de ster ont­vangt dan hij per ex­plo­sie kwijt­raakt.

Als dat door­gaat zal hij hier­door bin­nen 40.000 jaar de kri­ti­sche mas­sa van bij­na an­der­hal­ve zon­s­mas­sa be­rei­ken. Dan zal de wit­te dwerg of­wel sa­men­trek­ken tot een (nog com­pac­te­re) neu­tro­nen­ster of een al­les­ver­woes­ten­de su­per­no­va­ex­plo­sie on­der­gaan.

De wit­te dwerg Si­ri­us B is bij­na even zwaar als de zon, maar net iets klei­ner dan de aar­de. Si­ri­us B en aar­de zijn hier naast el­kaar ge­zet. Het be­te­kent dat Si­ri­us B enorm zwaar is. De zwaar­te­kracht is er 350.000 keer gro­ter dan op aar­de. Wie 70 ki­lo weegt op aar­de ziet de per­so­nen­weeg­schaal daar 25 mil­joen ki­lo aan­wij­zen. hel­der­heid als de af­stand nauw­keu­rig be­kend zijn. De­ze ge­ge­vens zijn pas sinds af­ge­lo­pen zo­mer be­schik­baar. De me­tin­gen ko­men van de ruim­te­te­le­scoop Gaia, die be­zig is om van meer dan een mil­jard ster­ren hel­der­heid en af­stand te be­pa­len.Uit de­ze berg aan ge­ge­vens heeft een team van Brit­se, Ca­na­de­se en Ame­ri­kaan­se as­tro­no­men, on­der lei­ding van Pier-Em­ma­nu­el Trem­blay van de uni­ver­si­teit van War­wick, ruim 15.000 wit­te dwer­gen op af­stan­den tot 300 licht­jaar ge­plukt. Hun don­der­dag in ge­pu­bli­ceer­de analyse ver­toont in­der­daad de voor­spel­de ‘pi­le-up’ die aan het kris­tal­li­sa­tie­pro­ces in het in­wen­di­ge van wit­te dwer­gen wordt toe­ge­schre­ven.

Newspapers in Dutch

Newspapers from Netherlands

© PressReader. All rights reserved.