Hete gasgordel van dubbelster zendt zachte röntgenstraling uit

Astronomie

De dubbelster ASASSN-16oh, die bestaat uit een witte dwergster en een normale ster, blijkt ongewone röntgenstraling uit te zenden.

Witte dwergster (rechts) die gas onttrekt aan een begeleidende normale ster (links), met een zogeheten accretieschijf van gas rond de witte dwerg. Illustratie NASA/CXC/M.Weiss

In de Kleine Magelhaense Wolk – een buurstelseltje van onze Melkweg – is een object ontdekt dat ‘zachte’ (energie-arme) röntgenstraling uitzendt. Het object – dubbelster ASASSN-16oh – vertoont overeenkomsten met een klasse van objecten die bijna veertig jaar geleden werd ontdekt. Met één belangrijk verschil: zijn röntgenstraling lijkt een andere oorzaak te hebben.

Begin jaren 80 ontdekten astronomen twee objecten die ongewoon zachte röntgenstraling uitzonden. Lange tijd bleef het daarbij, totdat de röntgensatelliet ROSAT er in de jaren 90 nog een stuk of vijftig opspoorde.

Al in 1992 kwam een team onder leiding van de Nederlandse astronoom Ed van den Heuvel met een verklaring voor deze superzachte röntgenbronnen. Het zou gaan om witte dwergsterren – de compacte overblijfselen van zonachtige sterren – die gas aan een begeleidende normale ster onttrekken. De röntgenstraling zou uitgezonden worden door gestage kernfusiereacties die plaatsvinden in het waterstofrijke stellaire gas dat zich over het oppervlak van de witte dwerg heeft verdeeld.

„We stelden vast dat fusie van invallende waterstof bij een witte dwerg zoveel energie oplevert, dat een aanvoer van minder dan één tienmiljoenste zonsmassa per jaar al toereikend is om continu fusiereacties in stand te houden op het oppervlak van de witte dwerg”, aldus Van den Heuvel nu.

Deze verklaring is nog steeds van toepassing, maar het onderzoek van ASASSN-16oh, waarover een ander onderzoeksteam afgelopen maandag in Nature Astronomyverslag deed, wijst erop dat dit scenario mogelijk niet voor álle superzachte röntgenbronnen opgaat.

Het team, onder leiding van de Amerikaanse astronoom Thomas Maccarone, heeft goede argumenten om te denken dat er met ASASSN-16oh iets anders aan de hand is. De eigenschappen van de door hen waargenomen röntgenstraling wijzen erop dat deze niet door kernfusiereacties wordt veroorzaakt. Bovendien lijkt de straling niet van het gehele oppervlak van de witte dwerg te komen, maar van een smalle gordel.

Deze röntgenstraling kan uitgezonden worden doordat de gordel een hoge temperatuur heeft. Die hoge temperatuur zou het gevolg zijn van de ‘valenergie’ van het gas dat vanuit de begeleidende ster naar de witte dwerg stroomt. Dat gas valt niet rechtstreeks naar het oppervlak, maar spiraalt er geleidelijk naartoe. Hierdoor vormt zich een zogeheten accretieschijf rond de witte dwerg. De hete gordel zou liggen op de plek waar de accretieschijf het oppervlak van de dwergster bijna raakt.

„Heel interessant” is Van den Heuvels oordeel over het onderzoek. Maar hij plaatst er wel een kanttekening bij: „Ik zie nog een probleem met de hoge accretiesnelheid die voor dit scenario nodig is.” Daarmee doelt hij op een effect dat optreedt als er teveel waterstof naar de witte dwerg stroomt. Er vormt dan een waterstof-omhulsel rond de dwergster dat vrijkomende röntgenstraling ‘degradeert’ tot ultraviolette straling en zichtbaar licht.

„Wellicht dat het vanwege de niet-sferische inval toch nog lukt om deze grote absorptie te ontwijken. Maar het is dus wel een zeer speciaal geval,” besluit Van den Heuvel.

    • Eddy Echternach