Afbeelding tegoed: Chandra
Veel van de sterren die we in bolvormige sterrenhopen zien, zijn eigenlijk dubbelsterren, die ontstaan wanneer twee sterren in elkaars zwaartekracht vast komen te zitten. Chandra kan de unieke röntgensignatuur detecteren die een neutronenster afgeeft, die onzichtbaar is in een optische telescoop. Het onderzoek lijkt erop te wijzen dat deze binonen van neutronensterren veel vaker voorkomen in bolhopen dan in andere delen van een sterrenstelsel.
Chandra X-ray Observatory van NASA heeft bevestigd dat nauwe ontmoetingen tussen sterren röntgenstralende, dubbelsterrenstelsels vormen in dichte bolvormige sterrenhopen. Deze binaire röntgenfoto's hebben een ander geboorteproces dan hun neven en nichten buiten bolhopen en zouden een diepgaande invloed moeten hebben op de evolutie van het cluster.
Een team van wetenschappers onder leiding van David Pooley van het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge profiteerde van Chandra's unieke vermogen om individuele bronnen nauwkeurig te lokaliseren en op te lossen om het aantal röntgenbronnen in 12 bolhopen in onze Melkweg te bepalen. De meeste bronnen zijn binaire systemen die een samengevouwen ster bevatten, zoals een neutronenster of een witte dwergster die materie van een normale, zonachtige metgezel trekt.
"We ontdekten dat het aantal binaries van röntgenstralen nauw gecorreleerd is met de snelheid van ontmoetingen tussen sterren in de clusters," zei Pooley. “Onze conclusie is dat de binaries ontstaan als gevolg van deze ontmoetingen. Het is een kwestie van koesteren en niet van de natuur. '
Een soortgelijke studie onder leiding van Craig Heinke van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, bevestigde deze conclusie en toonde aan dat ongeveer 10 procent van deze binaire röntgensystemen neutronensterren bevat. De meeste van deze neutronensterren zijn meestal stil en besteden minder dan 10% van hun tijd aan actief voeden met hun metgezel.
Een bolhoop is een sferische verzameling van honderdduizenden of zelfs miljoenen sterren die om elkaar heen zoemen in een door zwaartekracht gebonden stellaire bijenkorf met een diameter van ongeveer honderd lichtjaar. De sterren in een bolhoop zijn vaak slechts ongeveer een tiende van een lichtjaar van elkaar verwijderd. Ter vergelijking: de dichtstbijzijnde ster bij de zon, Proxima Centauri, is 4,2 lichtjaar verwijderd.
Omdat zoveel sterren zo dicht bij elkaar bewegen, komen interacties tussen sterren vaak voor in bolhopen. De sterren komen, hoewel ze zelden met elkaar in botsing komen, dichtbij genoeg om dubbelstersystemen te vormen of ervoor te zorgen dat dubbelsterren partners uitwisselen in ingewikkelde dansen. De gegevens suggereren dat binaire röntgensystemen worden gevormd in dichte clusters die bekend staan als bolvormige clusters, ongeveer één keer per dag ergens in het universum.
Waarnemingen van NASA's Uhuru röntgensatelliet in de jaren '70 toonden aan dat bolhopen een onevenredig groot aantal binaire röntgenbronnen leken te bevatten in vergelijking met de Melkweg als geheel. Normaal gesproken is slechts één op een miljard sterren lid van een binair röntgenstraalsysteem dat een neutronenster bevat, terwijl in bolhopen de fractie meer op één op een miljoen lijkt.
Het huidige onderzoek bevestigt eerdere suggesties dat de kans op het vormen van een binair röntgenstelsel dramatisch wordt vergroot door de congestie in een bolhoop. Onder deze omstandigheden kunnen twee processen, bekend als driesterrenuitwisselingsbotsingen en getijdenvangsten, leiden tot een duizendvoudige toename van het aantal röntgenbronnen in bolhopen.
Bij een uitwisselingsbotsing komt een eenzame neutronenster een paar gewone sterren tegen. De intense zwaartekracht van de neutronenster kan de meest massieve gewone ster ertoe aanzetten 'van partner te veranderen' en zich bij de neutronenster te voegen terwijl de lichtere ster wordt uitgeworpen.
Een neutronenster zou ook een botsing met een enkele normale ster kunnen maken, en de intense zwaartekracht van de neutronenster zou daarbij de zwaartekracht van de normale ster kunnen vervormen. De energie die verloren gaat in de vervorming, zou kunnen voorkomen dat de normale ster uit de neutronenster ontsnapt, wat zou leiden tot een zogenaamde getijdenvangst.
"Naast het oplossen van een al lang bestaand mysterie, bieden Chandra-gegevens een kans voor een dieper begrip van de globulaire clusterevolutie", aldus Heinke. "De energie die vrijkomt bij de vorming van dichte binaire systemen kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de centrale delen van de cluster niet instorten en een enorm zwart gat vormen."
NASA's Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Beheert het Chandra-programma voor het Office of Space Science, NASA Headquarters, Washington. Northrop Grumman van Redondo Beach, Californië, voorheen TRW, Inc., was de belangrijkste aannemer voor de ontwikkeling van het observatorium. Het Smithsonian Astrophysical Observatory bestuurt de wetenschap en vluchtoperaties vanuit het Chandra X-ray Center in Cambridge, Massachusetts.
Oorspronkelijke bron: Chandra News Release
