Er is een rebelse, halfdode ster in de Little Dipper die er alles aan doet om uit ons melkwegstelsel te ontsnappen - en nu hebben astronomen een idee waarom.
De ster, een kleine witte dwerg die ongelooflijk snel naar de rand van de melkweg beweegt, is misschien een van slechts een handvol bekende witte dwergen die in supernova's explodeerden en het verhaal leefden te vertellen, volgens een studie die op 21 juni in het tijdschrift is gepubliceerd. Maandelijkse kennisgevingen van de Royal Academic Astronomical Society.
De auteurs van het onderzoek zeiden dat deze ongewone ster, LP 40−365 genaamd, een "gedeeltelijk verbrand weggelopen overblijfsel" is, wat suggereert dat een eigenaardige, zwakker dan gemiddelde supernova de ster veel kleiner, sneller en toasteriger maakte dan een typische witte dwerg. Hoe vreemd het ook lijkt, deze geweldige eigenaardigheid is misschien niet alleen; met behulp van gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop van de European Space Agency vonden de auteurs van het onderzoek ook drie andere sterren in andere delen van de melkweg met eigenschappen en trajecten vergelijkbaar met LP 40-365's.
De onderzoekers zeiden dat deze vier excentrieke sterren een nieuw type lot kunnen betekenen voor witte dwergen die zonder brandstof komen te staan en exploderen - een lot dat ze verkoold, gekrompen en met ongelooflijke snelheden door de melkweg laat lopen, maar nog grotendeels intact is. Deze gedeeltelijk verbrande dwergen "vormen een aparte klasse van chemisch eigenaardige weggelopen sterren", schreven de auteurs van het onderzoek, en de objecten konden hun eigen rare vorm van licht werpen op de complexe factoren die ervoor zorgen dat sterren in de eerste plaats exploderen.
Een bescheiden thermonucleaire explosie
Wanneer een grote ster al zijn nucleaire brandstof opgebruikt, kan hij de buitenste lagen van de materie kwijtraken en krimpen tot een hete, verschrompelde bolster die een witte dwerg wordt genoemd. Uiteindelijk, terwijl de zwaartekracht die stervende sterkern blijft verdichten, kan de ster instorten, exploderen in een supernova en een ultraneutrale neutronenster of zwart gat achterlaten.
De auteurs van de nieuwe studie zeiden dat sterren zoals LP 40−365 een derde mogelijk lot vertegenwoordigen voor geëxplodeerde dwergen. Om aan dit lot te voldoen, moet de witte dwerg exploderen in een eigenaardige, theoretische explosie, een type Iax-supernova genaamd. In wezen hebben eerdere studies betoogd dat dit kleinere dan gemiddelde supernova's zijn die in staat zijn om een deel van de materie van een witte dwerg weg te scheuren terwijl de kern grotendeels intact blijft.
Naast het wegblazen van een massa van de aangedane ster, kan een type Iax-supernova die ster uit zijn baan schoppen - waardoor de ster zo snel kan vliegen dat hij niet langer gebonden is aan de zwaartekracht van zijn eigen sterrenstelsel. Sterren als LP 40−365 zullen vrijwel zeker in de tijd ontsnappen in de intergalactische ruimte, schreven de auteurs, en satellietbeelden laten dit al zien. (Bekijk deze twee afbeeldingen van LP 40−365, gemaakt in 1955 en 1995, om te zien hoe de ontsnapping de vorm van de Little Dipper al vervormt.)
Het is niet ongebruikelijk dat een afvallige ster door het universum wordt geslagen nadat bijvoorbeeld zijn binaire partner explodeert of in een zwart gat wordt gezogen. Maar het is een heel andere zaak dat een oude ster in een witte dwerg instort, in een supernova explodeert en vervolgens blijft smeulen als een nog kleinere witte dwerg. Naast hun indrukwekkende snelheid (ze bewegen met honderden mijlen per seconde), zijn gedeeltelijk verbrande resten ook ongebruikelijk vanwege hun grootte; ze zijn veel kleiner dan een typische witte dwerg en hebben veel van hun massa verloren in de supernova. Ze behouden ook duidelijke sporen van supernova's uit het verleden in hun atmosfeer, die rijk zijn aan as en zware elementen maar weinig lichte elementen bevatten, zoals waterstof en helium, die mogelijk zijn afgebrand.
De onderzoekers zeiden dat ze optimistisch zijn dat de Gaia-satelliet, door naar deze veelbetekenende kenmerken te zoeken, wel 20 extra gedeeltelijk verbrande stellaire resten kon detecteren voordat de missie van het instrument in 2022 afliep. Dat zou voldoende bewijs kunnen leveren om te bewijzen dat sommige sterren hebben wat het heeft neemt om een supernova-explosie te overleven, zelfs als de ervaring hen enthousiast maakt om een nieuw galactisch huis te vinden.
