Zware sterren zijn vaak dubbelsterren

Twee zware sterren wisselen onderling gas uit (dit is geen foto, maar een tekening). Zware sterren hebben vaker dan gedacht een naaste buur. Beeld ESO

Ruwweg driekwart van de zwaarste sterren in de Melkweg heeft een naaste buur. Dat volgt uit onderzoek door Europese astronomen, onder wie Hugues Sana en Alex de Koter van de Universiteit van Amsterdam. De dubbelsterren houden zo weinig afstand tot elkaar, dat ze materie uitwisselen en zelfs kunnen samensmelten (Science, 27 juli).

De zwaarste sterren, die ‘O-sterren’ heten volgens een veelgebruikt lettersysteem, bevatten minstens 15 keer zoveel massa als onze zon en produceren tot een miljoen keer zoveel licht. Zelfs de koelste exemplaren hebben een oppervlaktetemperatuur van 30.000 graden Celsius – veel heter dan onze zon (5.500 °C).

Deze zware en hete sterren zijn heel zeldzaam: ze vertegenwoordigen minder dan één op de miljoen sterren. Dat ze doorgaans worden aangetroffen in een chaotische mêlee van gaswolken en jonge sterren, maakt het onderzoek van deze objecten er niet gemakkelijker op.

De astronomen hebben een steekproef van 71 van deze O-sterren onderzocht, de meeste met de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Van elk werd, met een spectrograaf, het licht tot een spectrum ontleed. Uit de donkere lijntjes die zo’n spectrum vertoont, kan worden afgeleid welke chemische elementen de ster bevat en of hij in gezelschap is van een andere ster.

Het verrassende resultaat is dat drie van de vier O-sterren compacte dubbelsterren zijn. Eerdere schattingen kwamen een factor twee lager uit. Dat betekent dat zware sterren zich veelal anders ontwikkelen dan tot nu toe werd aangenomen.

Gewoonlijk zet een O-ster de waterstof in zijn inwendige in enkele miljoenen jaren om in zwaardere elementen, om ten slotte als supernova te exploderen. Daarbij verspreiden de overgebleven waterstof (uit zijn buitenlagen) en de zwaardere elementen (uit het inwendige) zich over de wijde omgeving.

Bij O-sterren die een nabije begeleider hebben, wordt het leven wat gerekt. Dat komt doordat de kleinste van de twee sterren waterstofgas aan zijn begeleider onttrekt. Daardoor ondergaat de ontvangende ster een ‘verjongingskuur’ en komt bij de andere ster het hete inwendige bloot te liggen. Naar verwachting zal het in één op de drie gevallen zelfs uitdraaien op een ‘fusie’ tussen beide sterren.

Zulke interacties doen een O-ster heter en jonger lijken dan hij in werkelijkheid is. En dat bemoeilijkt de interpretatie van het licht van verre sterrenstelsels, waaraan deze sterren een grote bijdrage leveren.