Wanneer grote sterren het einde van hun gouden jaren naderen en veranderen van massieve rode reuzen in piepkleine witte dwergen, moeten ze eerst tot 80 procent van hun massa scheten.
Tienduizenden jaren stroomt een tsunami van gas en stof weg van elke instortende reus, die een gestage stellaire wind de ruimte in stuurt totdat de kern van de ster uiteindelijk de laatste brandstof opbrandt en alleen de kristallijne schil van een witte dwerg overblijft . Deze krimp via scheten wordt beschouwd als een standaard levensfase voor sterren tussen de helft en acht keer de massa van de zon van de aarde. Een set van 12 lastige reuzen lijkt echter onverklaarbaar snel hun laatste gas door te geven.
Elk van deze winderige stervende sterren heeft ongeveer het equivalent van de massa van 100 aardse planeten per jaar uitgeworpen - een slopend tempo waardoor de reuzen binnen een paar honderd tot duizend jaar door hun massa zouden moeten branden, veel meer snel dan een typische rode reus zou moeten. Volgens een nieuwe studie die vandaag (25 februari) is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy, kan het allemaal een illusie zijn.
Nieuwe waarnemingen tonen aan dat ten minste twee van deze gasachtige reuzen de materie niet in een abnormaal tempo uitwerpen - dat lijkt alleen zo omdat hun sterrenwinden door een ongeziene zwaartekrachtcentrale in een grote concentratie worden getrokken.
"We dachten dat deze rode reuzen recordhouders waren voor massaverlies, maar dat is niet het geval", zei Leen Decin, hoofdauteur van de nieuwe studie en professor aan het KU Leuven Instituut voor Astronomie in België in een verklaring.
De meest waarschijnlijke verklaring, zei Decin, is dat elk van deze schijnbaar abnormale rode reuzen 'niet alleen' is, maar de helft van een dubbelstersysteem.
Een zwaartekrachtsillusie
Voor hun nieuwe onderzoek observeerden Decin en zijn collega's twee van de 12 beruchte gaspassers door de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -telescoop in Chili. Bij een nadere beschouwing van de stellaire wind die rond deze sterren wervelt, ontdekte het team dat stof- en gasstralen wegwervelden van de sterren in een duidelijke spiraalvorm, niet in de typische schelpvorm die geassocieerd wordt met stervende rode reuzen.
Volgens Decin was dit wankele patroon een hint dat een massief nabijgelegen object met aanzienlijke kracht aan de wind trok - en waarschijnlijk zelfs aan de rode reuzen zelf -.
'Het is een indirecte aanwijzing dat de rode reus niet alleen is, maar deel uitmaakt van een dubbelstersysteem', zei Decin. 'De rode reus is de hoofdster met een tweede ster eromheen.'
Volgens Decin kan de aanwezigheid van een ondergeschikte ster de rode reuzen op twee grote manieren beïnvloeden. Ten eerste zou de zonnewind die door de rode reus wordt opgewekt, continu naar de tweede ster worden getrokken, waardoor een opeenhoping van materie ontstaat op de zwaartekracht-sweet spot tussen de twee lichamen. Ondertussen zou de zwaartekracht van die secundaire ster er ook voor zorgen dat de rode reus lichtjes wiebelt in zijn eigen baan. Deze twee bewegingen samen zouden de spiraalvormige gaslinten kunnen verklaren die wetenschappers uit de belangrijkste rode reuzen zagen wervelen.
Door deze zwaartekrachtsillusie konden eerdere onderzoekers de snelheid waarmee de rode reuzen hun massa verloren, overschatten. Wat leek op een periode van extreem massaverlies door een enkele ster, was eigenlijk slechts een glimp van een zeer geconcentreerd gebied van gas en stof dat werd gecreëerd door de interacties tussen twee dubbelsterren. Decin en zijn collega's hebben een aantal simulaties uitgevoerd om te testen hoe deze binaire interactie eruit zou kunnen zien, en ontdekten dat eerdere schattingen van massaverlies mogelijk een factor 10 afwijken; in plaats van elk jaar 100 aardmassa uit te werpen, verloren de belangrijkste sterren in deze binaire duo's waarschijnlijk slechts 10 aardmassa, zei Decin - min of meer het typische aantal dat verwacht wordt voor sterren van hun grootte.
Verder onderzoek is nodig om te bevestigen of alle 12 vermeende recordbrekende rode reuzen in feite lid zijn van hun eigen binaire partnerschappen. Als dat zo is, dan hebben ze in de ogen van wetenschappers misschien net een iets langere levensduur bereikt; sterren die langzamer hun massa afbranden, kunnen langer meegaan voordat ze naar buiten sissen.
'We dachten dat veel sterren alleen woonden, maar we zullen dit idee waarschijnlijk moeten bijstellen', zei Decin. 'Een ster met een partner komt waarschijnlijk vaker voor dan we dachten.'
