Het is de allereerste zware magnetische heliumster die ooit is ontdekt.
Al honderd jaar zien astronomen de ster HD 45166 aan de nachtelijke hemel schitteren. Maar al die tijd wisten ze eigenlijk niet zo goed wat ze nou zagen. Het enige wat er over de raadselachtige ster bekend was, was dat hij deel uitmaakt van een dubbelster, veel helium bevat en enkele malen zwaarder is dan onze zon. In een nieuwe studie hebben onderzoekers zijn mysterieuze aard ontrafeld. En het blijkt te gaan om een nog onbekend type ster, die waarschijnlijk in een magnetar zal transformeren.
Zombiester
HD 45166 bevindt zich op ongeveer 3000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eenhoorn. Al enige tijd proberen onderzoekers het raadselachtige karakter van de vreemde ster te achterhalen. Maar hij laat zich niet eenvoudig verklaren met conventionele modellen.“Deze ster werd een beetje een obsessie voor mij,” zegt Tomer Shenar, astronoom aan de Universiteit van Amsterdam en hoofdauteur van het nieuwe onderzoeksartikel. “Tomer en ik noemen HD 45166 de ‘zombiester’,” vult mede-auteur en ESO-astronoom Julia Bodensteiner aan. “Dat is niet alleen omdat deze ster zo uniek is, maar ook omdat ik gekscherend opmerkte dat Shenar er zelf een zombie van wordt.”
Magnetisch
Shenar, die eerder vergelijkbare heliumrijke sterren had bestudeerd, opperde dat HD 45166 weleens een krachtig magnetisch veld kon hebben. Bekend is namelijk dat magnetische velden het gedrag van sterren beïnvloeden. Dat zou kunnen verklaren waarom de gangbare modellen er niet in slaagden om de ster te karakteriseren. “Ik herinner me dat er een lampje bij me ging branden toen ik de bestaande literatuur doornam,” zegt Shenar. “Wat nou als de ster magnetisch is?”
Telescopen
De onderzoekers wendden zich tot verschillende faciliteiten over de hele wereld, waaronder de Canada-France-Hawaii Telescope, die uitgerust is met een instrument dat magnetische velden kan detecteren en meten. Daarnaast maakte het team gebruik van belangrijke archiefgegevens die waren verzameld met de Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph (FEROS) van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. Na analyse van de waarnemingen was het overduidelijk. “Wat dit ding ook moge zijn – het is zeker magnetisch,” aldus co-auteur Gregg Wade, een expert op het gebied van magnetische velden in sterren.
Meest magnetische zware ster ooit
HD 45166 blijkt een ongelooflijk sterk magnetisch veld te hebben, van maar liefst 43.000 gauss. Dit betekent dat de ster de meest magnetische zware ster is die ooit is gezien. “Het volledige oppervlak van de heliumster is even magnetisch als de sterkste door mensen gemaakte magneten,” licht mede-auteur Pablo Marchant toe.
Deze animatie toont HD 45166, een zware ster waarvan onlangs is ontdekt dat hij een magnetisch veld van 43.000 gauss heeft – het sterkste magnetische veld dat ooit bij een zware ster is aangetroffen. Intense winden van deeltjes die van de ster wegwaaien worden door dit magnetische veld ingevangen, waardoor de ster door een gasachtig omhulsel is omgeven, zoals hier te zien is. Video:ESO/L. Calçada
Nieuw soort ster
Het betekent dat onderzoekers op een nieuw soort ster zijn gestuit. Want HD 45166 is de allereerste zware magnetische heliumster die ooit is ontdekt. “Het is fantastisch om een nieuw type astronomisch object te ontdekken,” zegt Shenar. “Vooral als die zich al die tijd recht voor onze neus bevond.”
Magnetars
Maar dat is niet niet eens het enige bijzondere aan HD 45166. De ster geeft namelijk tevens aanwijzingen over de mysterieuze oorsprong van magnetars. Dit zijn supercompacte, uitgedoofde sterren met een ultrasterk magnetisch veld – het zijn zelfs de sterkste magneten in het heelal. Hoewel ze overal in ons Melkwegstelsel te vinden zijn, weten astronomen nog altijd niet hoe ze precies ontstaan. Maar HD 45166 licht nu een tipje van de sluier op.
Een magnetar is een zeldzaam type ster met een extreem sterk magnetische veld. Deze compacte, uitgedoofde sterren zijn doorspekt met magnetische velden die nog minstens een miljard keer sterker zijn dan die van HD 45166. Daarnaast kunnen ze krachtige uitbarstingen van energie produceren. Magnetars zijn in feite heel zeldzame neutronensterren: de supercompacte restanten van ontplofte zware sterren. Een neutronenster roteert snel, heeft een sterk magnetisch veld en een diameter van zo’n 20 kilometer, maar een massa groter dan de zon. Magnetars zijn jonge neutronensterren, met een uitzonderlijk krachtig magnetisch veld. Tot op heden zijn er nog maar enkele tientallen van ontdekt.
Berekeningen van het team wijzen erop dat de ster als magnetar zal eindigen. Terwijl hij onder zijn eigen zwaartekracht bezwijkt, zal zijn magnetische veld steeds sterker worden. De verwachting is dat HD 45166 uiteindelijk in een uiterst compacte kern met een magnetisch veld van ongeveer 100 biljoen gauss zal veranderen – de krachtigste magneetsoort in het heelal. De zware magnetische heliumster werpt dan ook licht op hoe magnetars ontstaan.
Daarnaast schaven de onderzoekers de kenmerken van HD 45166 wat bij. Zo ontdekten ze dat HD 45166 een kleinere massa heeft dan gedacht – ongeveer twee keer de massa van de zon. Ook blijkt dat het sterrenpaar op veel grotere onderlinge afstand om elkaar wentelt dan werd aangenomen. Ten slotte wijst het onderzoek uit dat HD 45166 is ontstaan uit de fusie van twee kleinere heliumrijke sterren. “Onze bevindingen geven een compleet nieuw beeld van HD 45166,” besluit Bodensteiner.
