Dubbelsterren draaien in een mum van tijd om elkaar heen

Kunnen twee sterren in slechts 325 seconden om elkaar heen draaien? Negen jaar geleden werd nog gedacht van niet, maar astronomen van onder andere de Radboud Universiteit Nijmegen hebben nu ontdekt dat dit toch mogelijk is (Astrophysical Journal Letters, 10 maart). Zij toonden aan dat de componenten van de dubbelster HM Cancri, in het sterrenbeeld Kreeft, in 5,4 minuten op een afstand van nog geen 70.000 kilometer om elkaar heen draaien. Dit is nu de dubbelster met de kortste baanperiode.

Gewone sterren als de zon hebben een diameter van zo’n miljoen kilometer, dus kunnen nooit zo dicht bij elkaar staan. Het gaat hier dan ook om witte dwergen, de kernen van sterren die aan het einde van hun leven als gevolg van het stoppen van kerfusiereacties – die energie en tegendruk leverden – enorm zijn gekrompen. Al hun materie is samengeperst in een volume van één tot enkele malen die van de aarde, waardoor hun elektronen als het ware uit de atomen zijn geperst. Zulke materie heet gedegenereerd.

HM Cancri staat op een afstand van ongeveer 16.000 lichtjaar en werd 1999 ontdekt als een zwakke bron van röntgenstraling. Twee jaar daarna bleek de helderheid van deze röntgendubbelster in 5,4 minuten te variëren, maar de oorzaak daarvan was niet duidelijk. Nu hebben Gijs Roelofs en collega’s uit waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaii afgeleid dat deze variatie het gevolg is van de baanperiode van de dubbelster. Emissielijnen in het spectrum van de twee sterren blijken namelijk in exact die tijd heen en weer te schuiven: een gevolg van het dopplereffect.

De twee witte dwergen staan zo dicht bij elkaar dat er materie van de grotere ster naar de kleinere stroomt. Deze gasstroom veroorzaakt ook de röntgenstraling van het systeem. Het is echter niet duidelijk hoe de twee ster-resten zo dicht bij elkaar zijn gekomen. Daarom zijn extreem nauwe dubbelsterren zoals deze belangrijk voor de modellen die de evolutie van dubbelsterren beschrijven. Verder creëert het om elkaar tollende duo zwaartekrachtsgolven die met toekomstige detectoren te meten moeten zijn. Zo kan ook deze voorspelling van Albert Einstein getoetst worden.

George Beekman