Afbeelding tegoed: Harvard-Smithsonian CfA
Op ongeveer 20.000 lichtjaar van de aarde worstelen twee massieve sterren met elkaar als sumoworstelaars die in een gevecht zijn opgesloten. Beide reuzen, elk met een gewicht van ongeveer 80 keer de massa van onze zon, zijn de zwaarste sterren ooit. Ze draaien om de 3,7 dagen om elkaar heen en raken elkaar bijna terwijl ze op het hemelse podium draaien. En ze leiden een stormachtig leven dat elk Hollywood-stel waardig is, en blazen elkaar op met hete, gewelddadige sterrenwinden.
"We konden het niet laten om dit systeem te verkennen omdat het zo opmerkelijk is. Het is een plaats van echte extremen '', zegt astronoom Alceste Bonanos (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics).
Het door Bonanos bestudeerde dubbelstersysteem, bekend als WR 20a, werd enkele weken geleden door een team van Europese onderzoekers onder leiding van Gregor Rauw als bijzonder interessant aangemerkt. Uit de spectroscopische waarnemingen van dat team bleek dat beide sterren erg massief waren. De enige manier om de massa's precies te bepalen, was echter om vast te stellen in welke hoek we het systeem keken, evenals de omlooptijd.
Bonanos en haar adviseur, Krzysztof Stanek (CfA), vroegen fotometrische waarnemingen aan bij het Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) -team onder leiding van Andrzej Udalski (Observatorium van de Universiteit van Warschau). Bonanos en Stanek wisten dat als het systeem bijna aan de rand stond, de ene ster periodiek voorbij de andere zou passeren of de andere zou verduisteren. Gelukkig werden deze verduisteringen gedetecteerd door de OGLE-groep, waardoor de kenmerken van het systeem stevig werden vastgesteld.
“Toen we ons realiseerden hoe belangrijk het zou zijn om een nauwkeurige lichtcurve voor de WR 20a te verkrijgen, besloten we onmiddellijk contact op te nemen met Andrzej Udalski, die het Poolse project leidt dat bekend staat als OGLE. Ze zijn een uitstekende faciliteit voor optische onderzoeken en we waren erg blij toen ze ermee instemden om aan dit project samen te werken, ”zei Stanek.
Waarnemingen werden in mei 2004 verzameld met de 1,3 meter grote OGLE-telescoop op het Las Campanas-observatorium in Chili.
“De resultaten hebben onze verwachtingen overtroffen; na slechts twee nachten realiseerden we ons dat de ster de helderheid aanzienlijk veranderde, en na nog een paar waren we er zeker van dat het systeem verduisterde, 'zei Udalski.
"Na meer dan twee weken lang elke nacht gegevens te hebben verzameld, konden we de periode, de hellingshoek en dus de massa's van de twee sterren heel nauwkeurig meten", voegde Stanek eraan toe.
Een systeem van uitersten
WR 20a maakt deel uit van de Westerlund 2-sterrencluster, die zich bevindt in een gebied van geïoniseerde waterstof dat overblijft van de clusterformatie in het sterrenbeeld Carina. WR 20a bevat twee hete, jonge Wolf-Rayet-sterren - een type ster dat uiterst zeldzaam en van korte duur is.
"Wolf-Rayet-sterren zijn waarschijnlijk voorlopers van de extreem krachtige explosies die bekend staan als gammaflitsen", zegt Bonanos. 'Deze sterren zijn al 2 of 3 miljoen jaar oud. Over nog een paar miljoen jaar zal de iets grotere massa de kern instorten en de buitenste lagen ervan afblazen. De begeleidende ster zal waarschijnlijk ondanks zijn nabijheid overleven, in ieder geval totdat hij ergens later supernova wordt. '
Terwijl andere sterren, zoals de Pistol Star en eta Carinae, ervan worden verdacht voldoende materiaal te bevatten om meer dan 100 zonnen te maken, is hun massa niet nauwkeurig bepaald. De mogelijkheid bestaat dat ze simpelweg zeer nauwe binaries zijn. WR 20a is het meest massieve bekende binaire systeem waarbij beide sterren nauwkeurig bepaalde massa's hebben.
'Het is belangrijk om deze massieve sterren te bestuderen en te begrijpen, omdat ze het rijk van de eerste sterren die in het heelal gevormd zijn, onderzoeken. Meer leren over dit systeem zal helpen bij het verbeteren van stervormingsmodellen en ons begrip van de verbinding van deze sterren met supernova- en gammastraaluitbarstingen vergroten, ”zei Stanek.
Dit onderzoek is online geplaatst op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0405338 in een paper dat mede is geschreven door Alceste Bonanos en Krzysztof Stanek (CfA); met Andrzej Udalski, Lukasz Wyrzykowski, Karol Zebrun, Marcin Kubiak, Michal Szymanski, Olaf Szewczyk, Grzegorz Pietrzynski en Igor Soszynski (Observatorium van de Universiteit van Warschau).
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: Harvard CfA News Release
