Deze ‘afgeslankte’ ster lijkt te zijn bestolen door een hebzuchtige buurman.
Ondertussen zijn er in onze Melkweg al miljoenen zogenoemde rodereuzensterren gevonden. Deze koele en lichtgevende hemellichamen zijn een voorbode van hoe onze zon er over ongeveer vier miljard jaar uit zal zien. Al enige tijd voorspellen astronomen dat er naast de normale rode reuzen, ook ‘slankere’ exemplaren bestaan. En nu zijn er voor het eerst zulke ‘buitenbeentjes’ ontdekt.
In sterren vindt kernfusie plaats. Daarbij wordt waterstof omgezet in helium. Maar op een gegeven moment raakt het waterstof in zo’n ster op. Door gebrek aan energie krimpt de ster ineen, waarbij de temperatuur wel kan oplopen tot meer dan 100 miljoen graden. De extreme hitte brengt een nieuw proces op gang, waarbij helium tot zwaardere atomen zoals koolstof en zuurstof wordt gefuseerd. De intens hete kern verdrijft daarna de buitenste lagen van de ster, waardoor deze tot wel honderden keren hun oorspronkelijke grootte kunnen opzwellen: de ster is een rode reus geworden.
“Het is alsof je Waldo vindt,” zegt onderzoeker Yaguang Li. “We hadden enorm veel geluk dat we ongeveer 40 magere rode reuzen ontdekten, verborgen in een zee van normale sterren. Deze slankere rode reuzen zijn ofwel kleiner of minder massief dan normale rode reuzen.”
Ontdekking
De onderzoekers kwamen de magere rode reuzen op het spoor met behulp van verzamelde gegevens van de inmiddels gepensioneerde Kepler-ruimtetelescoop. Van 2009 tot 2013 registreerde deze telescoop voortdurend de helderheidsvariaties van tienduizenden rode reuzen. Met behulp van deze ongelooflijk nauwkeurige en grote dataset, voerde het team een grondige telling van deze sterrenpopulatie uit. En hierdoor werd de basis gelegd voor het opsporen van buitenbeentjes.
Ongewone sterren
Het team stuitte op twee soorten ongewone sterren: rode reuzen met een zeer lage massa en minder heldere rode reuzen. De zeer lichte sterren wegen slechts 0,5 tot 0,7 zonmassa – ongeveer de helft van het gewicht van onze zon. Dit wijst erop dat deze sterren op de een of andere manier massa zijn verloren. Anders zou het betekenen dat deze sterren ouder zijn dan het heelal, wat natuurlijk onmogelijk is. “Toen we voor het eerst de massa’s van deze sterren verkregen, dachten we dat er iets mis was met onze metingen,” vertelt Li. “Maar dat bleek uiteindelijk toch niet zo te zijn.”
De minder heldere sterren hebben daarentegen een normale massa – variërend van 0,2 tot 2,0 keer de massa van onze zon. “Deze zijn echter veel minder groot dan we hadden verwacht,” zegt onderzoeker Simon Murphy. “Ze zijn dus afgeslankt. En omdat ze kleiner zijn, zijn ze ook lichtzwakker in vergelijking met normale rode reuzen.”
Afgevallen
Hoe het kan dat deze magere rode reuzen zoveel zijn afgevallen? Waarschijnlijk zijn deze slankere exemplaren bestolen door een hebzuchtige buurman. Dat zit zo. De meeste sterren aan de nachtelijke hemel bevinden zich in zogenoemde binaire systemen – twee sterren die door zwaartekracht aan elkaar zijn gebonden. Wanneer dergelijke dubbelsterren met nauwe omloopbanen uitdijen – zoals sterren doen naarmate ze ouder worden – kan de ene ster materiaal van de ander wegzuigen.
Asteroseismologie
De onderzoekers wisten de eigenschappen van de bestudeerde rode reuzen te openbaren dankzij asteroseismologie – de studie van stellaire trillingen. Met behulp van traditionele methoden om een ster te bestuderen komen astronomen vaak niet veel verder dan de oppervlakte-eigenschappen, denk bijvoorbeeld aan de temperatuur en helderheid. Maar asteroseismologie maakt het mogelijk om door middel van geluidsgolven indirect in het inwendige van een ster te kijken. “De golven dringen door in het binnenste van de ster, wat veel meer informatie verschaft,” aldus Li.
Dankzij de studie beginnen we de variatie aan sterren die aan de nachtelijke hemel schitteren, steeds beter te doorgronden. “Door zorgvuldig de gegevens van NASA’s Kepler-ruimtetelescoop te doorzoeken, ontdekte Li iets dat alle anderen tot nu toe hadden gemist,” besluit onderzoeker Tim Bedding.
