Kandidaat zwaarste dubbelster geïdentificeerd
19 April 2013Astronomen hebben een dubbelster waargenomen die bij zijn geboorte 300 tot 400 zonsmassa’s woog. De huidige totale massa van de twee sterren is tussen 200 en 300 maal die van de zon, afhankelijk van het stadium van hun evolutie. Dit maakt het systeem mogelijk de zwaarste dubbelster die bekend is. De resultaten van het onderzoek onder leiding van UvA-astronoom Hugues Sana en UvA-bachelorstudent Tayo van Boeckel zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
De zware dubbelster R144 is te vinden in een uithoek van het stervormingsgebied 30 Doradus in de Grote Magelhaense Wolk. In het centrum hiervan bevindt zich een aantal opvallend heldere sterren met een karakteristiek patroon van spectraallijnen. De massa’s van deze zogenoemde Wolf-Rayetsterren zijn tot 250 maal die van de zon. R144 is de visueel helderste lichtbron van dit type in 30 Doradus, en zendt bovendien veel röntgenstraling uit. Dit laatste was een indicatie dat R144 een dubbelster is. Dit vermoeden is nu bevestigd door de ontdekking van periodieke veranderingen in het spectrum.
De spectra van R144 zijn waargenomen met de X-shooter spectrograaf op ESO’s Very Large Telescope op Cerro Paranal in Chili. X-shooter is een van de gevoeligste spectrografen ter wereld en kan in een keer op golflengten van het nabij-ultraviolet tot het nabij-infrarood waarnemen. “Zonder X-shooter zou de identificatie van deze dubbelster-kandidaat een enorme uitdaging zijn geweest. Deze spectrograaf maakt het waarnemen gemakkelijker en veel efficiënter, met name doordat minder waarneemtijd nodig is om op een breed golflengtespectrum te observeren”, licht Sana toe.
Het spectrum vormt de vingerafdruk van een ster. Uit de veranderlijke vorm en positie van de spectraallijnen blijkt dat dit object een dubbelster is. Ook wijzen de spectraallijnen op twee waterstofrijke Wolf-Rayetsterren met bijna dezelfde massa, en een huidige totale massa van tussen de 200 en 300 zonsmassa’s. Op dit moment staat NGC 3603-A1 te boek als de zwaarste dubbelster, met een huidige totale massa gelijk aan 212 maal die van de zon.
“Het is een raadsel hoe extreem zware sterren ontstaan”, legt coauteur Frank Tramper (UvA) uit. “Volgens de meest gangbare theorieën kunnen sterren van honderden zonsmassa’s alleen worden gevormd in zware sterrenhopen. Dat R144 ver van de centrale zware sterrenhoop (R136) in 30 Doradus ligt, is misschien een indicatie dat dit soort systemen ook geïsoleerd kan ontstaan.” Er is echter een alternatief scenario voor de vorming van R144. Coauteur Alex de Koter (UvA): “Een andere mogelijkheid is dat R144 is gevormd in de centrale sterrenhoop, maar door dynamische interacties met andere zware sterren eruit is gegooid.” Het team is al bezig met vervolgwaarnemingen om te bepalen of R144 inderdaad een ‘wegloopster’ is, om zijn massa definitief vast te stellen, en al zijn andere fysische eigenschappen nauwkeurig in kaart te brengen, om hem definitief het predicaat zwaarste dubbelster te kunnen geven.
Fig. 1: Hubble-opname van het stervormingsgebied 30 Doradus (ook bekend als Tarantulanevel) in de Grote Magelhaense Wolk. De zware dubbelster R144 is met een pijl aangegeven. Deze dubbelster woog bij zijn geboorte 300 tot 400 zonsmassa’s. De huidige totale massa van de twee sterren is tussen 200 en 300 maal die van de zon, wat dit systeem mogelijk de tot nu toe zwaarste, bekende dubbelster maakt. Links van het midden bevindt zich de centrale sterrenhoop R136. Foto-credit: NASA, ESA, D. Lennon en E. Sabbi (ESA/STScI), J. Anderson, S. E. de Mink, R. van der Marel, T. Sohn, en N. Walborn (STScI), N. Bastian (Excellence Cluster, Munich), L. Bedin (INAF, Padua), E. Bressert (ESO), P. Crowther (University of Sheffield), A. de Koter (Universiteit van Amsterdam), C. Evans (UKATC/STFC, Edinburgh), A. Herrero (IAC, Tenerife), N. Langer (AifA, Bonn), I. Platais (JHU), en H. Sana (Universiteit van Amsterdam).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Meer informatie
Contact:
Hugues Sana
Tel: +31 020-525 84 96/ +31 683 200 917
E-mail: H.Sana@uva.nl
Alex de Koter
Tel: +31 020-525 74 96
E-mail:A.deKoter@uva.nl
Frank Tramper
Tel: +31 020-525 83 37/+31 6 23367960
E-mail: F.Tramper@uva.nl
Artikel:
H. Sana, T. van Boeckel, F. Tramper, L. E. Ellerbroek, A. de Koter, L. Kaper, A. F. J. Moffat, O. Schnurr, F. R. N. Schneider and D. R. Gies ‘R144 revealed as a double-lined spectroscopic binary’, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, 27 maart 2013, DOI:10.1093/mnrasl/slt029 http://mnrasl.oxfordjournals.org/content/early/2013/03/27/mnrasl.slt029.short?rss=1