Een omstreden meervoudig sterrenstelsel is een ontbrekende schakel in de evolutie van sterren
Het stersysteem HR 6819 (geïllustreerd) herbergt geen zwarte gaten, zoals eerder gemeld, maar in plaats daarvan twee blauwe sterren, waarvan de ene onlangs gas van de andere heeft gehesen.
Het dichtstbijzijnde zwarte gat bij de aarde is helemaal geen zwart gat. In plaats daarvan, wat wetenschappers dachten dat een stellaire triplet was – twee sterren en een zwart gat – is eigenlijk een paar sterren gevangen in een uniek stadium van evolutie.
In mei 2020 rapporteerde een team van astronomen dat het stersysteem HR 6819 waarschijnlijk bestond uit een heldere, massieve ster opgesloten in een strakke, 40-daagse baan met een niet-voedend, onzichtbaar zwart gat plus een tweede ster die verder weg cirkelt. Op ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde zou dit zwarte gat dan het dichtst bij ons zijn (SN: 5/6/20). Maar in de daaropvolgende maanden analyseerden andere teams dezelfde gegevens en kwamen tot een andere conclusie: De systeemhosts slechts twee sterren en geen zwart gat.
Nu hebben het oorspronkelijke team en een van de vervolgteams hun krachten gebundeld en hebben ze HR 6819 bekeken met krachtigere telescopen die een ander type gegevens verzamelen. De nieuwe gegevens kunnen fijnere details aan de hemel onderscheiden, waardoor de astronomen om definitief te zien hoeveel objecten er in het systeem zijn en wat voor soort objecten het zijnrapporteren de teams in maart Astronomie en astrofysica.
“Uiteindelijk was het het binaire systeem dat alles het beste verklaart”, zegt astronoom Abigail Frost van de KU Leuven in België.
Eerdere waarnemingen van HR 6819 toonden het als een eenheid, dus astronomen konden de objecten in het systeem en hun massa niet onderscheiden. Om de ware aard van de HR 6819 vast te stellen, wendden Frost en zijn collega’s zich tot de Very Large Telescope Array, een netwerk van vier onderling verbonden telescopen in Chili die in wezen de afzonderlijke sterren kunnen zien.
“Het stelde ons in staat om dat oorspronkelijke signaal definitief te ontwarren, wat erg belangrijk is om te bepalen hoeveel sterren erin zaten en of een ervan een zwart gat was”, zegt Frost.
De wetenschappers denken dat een van de sterren een massieve, heldere blauwe ster is die materiaal heeft opgezogen uit de opgeblazen atmosfeer van zijn begeleidende ster. Die begeleidende ster heeft nu nog maar weinig gasvormige atmosfeer over. “Het is al door zijn belangrijkste leven gegaan, maar omdat de buitenkant is gestript en je alleen de blootgestelde kern ziet, heeft het dezelfde temperatuur, helderheid en straal als een jonge ster”, zegt Kareem El-Badry, een astrofysicus bij de Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Mass. El-Badry was niet betrokken bij de nieuwe studie, maar hij suggereerde in 2021 dat HR 6819 een binair systeem is.
De kernkleur en helderheid van deze overgehevelde ster zouden astronomen die naar de oudere gegevens kijken voor de gek kunnen houden door te denken dat het een jonge ster was met 10 keer zoveel massa. Het leek oorspronkelijk alsof deze ster in een baan om iets massiefs maar onzichtbaars draaide: een zwart gat.
Toen de onderzoekers de details van het systeem hadden ontrafeld, realiseerden ze zich dat dit systeem uniek is en astronomen een fase laat zien die nog niet eerder is gezien bij systemen met massieve sterren. “Het is een ontbrekende schakel in de evolutie van dubbelsterren”, zegt astrofysicus Maxwell Moe van de Universiteit van Arizona in Tucson, die ook geen deel uitmaakte van de nieuwe studie.
Astronomen hebben jarenlang binaire systemen gezien waarbij de ene ster actief gas van de andere trekt, en ze hebben systemen gezien waarbij de donorster slechts een naakte stellaire kern is. Maar in HR 6819 is de donorster gestopt met het geven van massa aan de ander. “Er is nog een klein beetje envelop over, maar het krimpt snel en evolueert naar een overgebleven kern”, zegt Moe.
Frost en haar collega’s gebruiken de Very Large Telescope Array om HR 6819 gedurende een jaar te volgen om precies te volgen hoe de sterren bewegen. “We willen echt begrijpen hoe de afzonderlijke sterren in het systeem tikken”, zegt ze. Het team zal die informatie vervolgens gebruiken in computersimulaties van de evolutie van dubbelsterren. “[It’s] spannend om nu een systeem te hebben dat we als een soort hoeksteen kunnen gebruiken om dit nader te onderzoeken”, zegt Frost.
Hoewel HR 6819 niet het dichtstbijzijnde zwarte gat bij de aarde heeft, lijkt het iets nuttigs te hebben voor astronomen.
