De nieuw ontdekte dubbelster heeft de kortste omloopbaan van alle bekende zwarte weduwen. En elke 10.000 jaar bemoeit ook nog een derde, verafgelegen ster zich met met tweetal.

We weten dat in het heelal de meest barbaarse en vreemde dingen gebeuren. Een nieuwe ontdekking bewijst dat wederom. Astronomen zijn namelijk op een merkwaardige en zeer zeldzame ‘zwarte weduwe’ gestuit. Deze ‘dodelijke’ dubbelster bestaat uit een snel draaiende neutronenster – een pulsar – die om een kleinere metgezel cirkelt. En net zoals zijn spinachtige naamgenoot blijkt de pulsar zijn metgezel langzaam te verorberen.

Meer over zwarte weduwen in de ruimte
Zwarte weduwen zijn dubbelsterren die zoals gezegd worden aangedreven door pulsars; snel roterende neutronensterren. Pulsars hebben een duizelingwekkende rotatieperiode en zenden daarbij flitsen van energierijke gamma- en röntgenstraling uit. Normaal gesproken ‘sterven’ pulsars vrij snel, omdat ze een enorme hoeveelheid energie verbranden. Maar af en toe kan een passerende ster een pulsar nieuw leven in blazen. Als een ster nadert, kan de pulsar namelijk door zijn sterke zwaartekracht materiaal van zijn metgezel stelen. Hierdoor zendt de pulsar weer nieuwe energie uit, waardoor de metgezel verder wordt gestript en uiteindelijk zelfs vernietigd wordt. Vanwege de opvallende gelijkenissen met de gevreesde zwarte weduwe-spinnen die hun partner opeten, gaan de dubbelsterren met dezelfde naam door het leven.

Zwarte weduwen in de ruimte zijn zeer zeldzaam. Zo weten onderzoekers van het bestaan af van ongeveer twee dozijn van dergelijke dubbelsterren. De nieuwste kandidaat, ZTF J1406+1222 genaamd, is echter een bijzondere. De dubbelster, die zich op 3000 lichtjaar afstand van de aarde bevindt, blijkt namelijk een recordbrekend korte omlooptijd te hebben van slechts 62 minuten! Dit betekent dat de pulsar en zijn prooi elke 62 minuten een rondje rond elkaar voltooien.

Derde ster
Hoewel dat al vrij merkwaardig is, wordt het verhaal nog vreemder. Het systeem lijkt namelijk nog een derde, verafgelegen ster te herbergen die elke 10.000 jaar een rondje rond de twee binnenste sterren voltooit.

Oorsprong
De ontdekking van deze mogelijke drievoudige zwarte weduwe in de ruimte roept vragen op over hoe dergelijke systemen het levenslicht zien. De onderzoekers hebben echter wel een theorie. Zo vermoeden ze dat dit drievoudige systeem – waarschijnlijk op dezelfde wijze als de meeste zwarte weduwe-dubbelsterren – is ontstaan uit een dichte constellatie van oudere sterren die bekend staat als een bolvormig cluster. Vervolgens is het betreffende cluster dichter naar het centrum van de Melkweg gedreven. De zwaartekracht van het zwarte gat trok het cluster vervolgens uit elkaar, terwijl het opvallende drievoudige systeem intact bleef. “Het is een gecompliceerd geboortescenario,” aldus onderzoeker Kevin Burdge. “Dit systeem zweeft waarschijnlijk al langer in de Melkweg rond dan onze zon.”

Nieuwe aanpak
Het onderzoeksteam kwam het opmerkelijke drievoudige systeem op het spoor dankzij een nieuwe methode. Hoewel gamma- en röntgenstraling die wordt uitgezonden door de pulsar het bestaan van een zwarte weduwe normaal gesproken verraadt, maakten de onderzoekers in de huidige studie gebruik van zichtbaar licht. Zo bestudeerden ze in feite de ‘prooi’ van de pulsar, in plaats van de pulsar zelf. Het blijkt dat de dagzijde van de metgezel – de zijde die voortdurend naar de pulsar is gericht – vele malen heter kan zijn dan zijn nachtzijde, vanwege de constante hoogenergetische straling die hij van de pulsar ontvangt. “In plaats van direct naar de pulsar te zoeken, kunnen we ook proberen de ster te vinden die hij kookt,” legt Burdge uit. Wanneer je de helderheid van een ster periodiek enorm ziet veranderen, zo redeneerde Burdge, ben je mogelijk op een zwarte weduwe gestuit.

Kandidaat
Hoewel de onderzoekers veronderstellen dat ZTF J1406+1222 dus een zwarte weduwe is, heeft het team vreemd genoeg niet rechtstreeks gamma- of röntgenstraling van de pulsar gedetecteerd. ZTF J1406+1222 wordt daarom vooralsnog als ‘kandidaat’ beschouwd, al hopen de astronomen met behulp van toekomstige observaties hun verdenkingen te bevestigen. “Het enige dat we zeker weten, is dat we een ster zien met een dagzijde die veel heter is dan de nachtzijde, die elke 62 minuten ergens omheen draait,” vat Burdge samen. “Alles lijkt er echter op te wijzen dat het een binaire zwarte weduwe is. Maar er zijn een paar rare dingen aan de hand, dus het kan mogelijk ook iets heel nieuws zijn.”

Het team is van plan het merkwaardige systeem te blijven observeren. Daarnaast hopen ze met behulp van hun nieuwe techniek ook nog meer neutronensterren en zwarte weduwen aan het licht te brengen.