Persbericht

De merkwaardige zaak van de vermiste dwerg

Nieuw instrument SPHERE toont zijn kracht

18 februari 2015

Het nieuwe instrument SPHERE van ESO’s Very Large Telescope is ingezet bij de zoekactie naar een bruine dwerg, die naar verwachting om de merkwaardige dubbelster V471 Tauri zou draaien. Nooit eerder konden astronomen de omgeving van dit intrigerende object zo goed bekijken, maar er werd niets aangetroffen. De verrassende afwezigheid van de voorspelde bruine dwerg betekent dat de gangbare verklaring voor het vreemde gedrag van V471 Tauri onjuist is. Dit onverwachte resultaat staat beschreven in het eerste wetenschappelijke artikel dat op SPHERE-waarnemingen is gebaseerd.

Sommige dubbelsterren bestaan uit twee normale sterren die een beetje in massa verschillen. Wanneer de zwaardere van de twee aan het eind van zijn leven opzwelt tot een rode reus, wordt materiaal overgedragen naar de andere ster. Hierdoor vormt zich een grote gaswolk die beide sterren omhult. Wanneer deze wolk oplost, bewegen de twee sterren naar elkaar toe en vormen ze een hecht paar, bestaande uit een witte dwerg en een normalere ster [1]. 

V471 Tauri [2] is een voorbeeld van zo’n sterpaar. Hij maakt deel uit van de Hyaden, een sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier, en is ongeveer 600 miljoen jaar oud en ongeveer 163 lichtjaar van de aarde verwijderd. De onderlinge afstand tussen beide sterren is zo gering, dat ze in twaalf uur om elkaar heen wentelen. Vanaf de aarde gezien schuiven de beide sterren tijdens elke omloop twee keer voor elkaar langs. Deze onderlinge bedekkingen resulteren in regelmatige veranderingen in de helderheid van de dubbelster.

Een team van astronomen, onder leiding van Adam Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Chili), heeft deze helderheidsveranderingen heel precies gemeten met het ULTRACAM-systeem van ESO’s New Technology Telescope. Daarbij werden de onderlinge bedekkingen van de beide sterren tot op twee seconden nauwkeurig geklokt – een grote verbetering ten opzichte van eerdere metingen.

De bedekkingsmomenten vertoonden onregelmatigheden die zich goed laten verklaren als er een bruine dwerg om beide sterren cirkelt, die met zijn zwaartekrachtsaantrekking de baanbeweging van de twee sterren verstoort. De astronomen vonden ook aanwijzingen dat er nog een tweede kleine begeleider om de dubbelster draait.

Tot nu toe was het echter onmogelijk om een zwakke bruine dwerg in de naaste omgeving van twee veel helderdere sterren op te sporen. Maar de kracht van het pas geïnstalleerde SPHERE-instrument van ESO’s Very Large Telescope stelde het team in staat om voor het eerst een blik te werpen op de plek waar de zwakke begeleider zich zou moeten bevinden. Maar hoewel de beeldkwaliteit van SPHERE hoog genoeg is om de bruine dwerg zichtbaar te maken [3], werd deze niet gevonden.

‘Er zijn veel onderzoeken die op het bestaan van zulke circumbinaire objecten wijzen, maar deze resultaten ontkrachten deze hypothese,’ merkt Adam Hardy op.

Als er niets omheen draait, waardoor wordt de vreemde baanbeweging van de dubbelster dan wél veroorzaakt? Er zijn diverse theorieën bedacht, en, hoewel sommige daarvan al zijn afgeschreven, is het denkbaar dat de verstoringen worden veroorzaakt door variaties in het magnetische veld van de grootste van de twee sterren [4]. Enigszins vergelijkbare variaties zijn ook bij onze zon waargenomen.

‘Een onderzoek als dit was al jaren nodig, maar het werd pas mogelijk met de komst van krachtige nieuwe instrumenten zoals SPHERE. Zo werkt wetenschap nu eenmaal: waarnemingen met nieuwe technologie kunnen bestaande ideeën bevestigen of, zoals in dit geval, ontkrachten. Dit is een uitstekend begin van de observationele carrière van dit prachtige instrument,’ concludeert Adam Hardy.

Noten

[1] Zulke dubbelsterren worden post-common-envelope binaries genoemd.

[2] Deze naam geeft aan dat het object de 471ste veranderlijke ster (of, zoals later bleek, dubbelster) is die in het sterrenbeeld Taurus (Stier) is aangetroffen.

[3] De SPHERE-beelden zijn zo nauwkeurig dat de astronomen een begeleider zoals een bruine dwerg hadden kunnen zien die 70.000 keer zwakker is dan de centrale ster en daar maar 0,26 boogseconde vandaan staan. De verwachte bruine dwerg zou in dit geval veel helderder moeten zijn geweest.

[4] Dit effect wordt het Applegate-mechanisme genoemd. Het is het gevolg van regelmatige veranderingen in de vorm van de ster, die kunnen leiden tot veranderingen in de schijnbare helderheid van de dubbelster, zoals die vanaf de aarde wordt waargenomen.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘The First Science Results from SPHERE: Disproving the Predicted Brown Dwarf around V471 Tau’, van A. Hardy et al., dat op 18 februari 2015 in de Astrophysical Journal Letters verschijnt.

Het onderzoeksteam bestaat uit A. Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Chili; Millennium Nucleus "Protoplanetary Disks in ALMA Early Science", onderdeel van het Millennium Science Initiative Program, Universidad Valparaíso), M.R. Schreiber (Universidad Valparaíso), S.G. Parsons (Universidad Valparaíso), C. Caceres (Universidad Valparaíso), G. Retamales (Universidad Valparaíso), Z. Wahhaj (ESO, Santiago, Chili), D. Mawet (ESO, Santiago, Chili), H. Canovas (Universidad Valparaíso), L. Cieza (Universidad Diego Portales, Santiago, Chili; Universidad Valparaíso), T.R. Marsh (University of Warwick, Coventry, VK), M.C.P. Bours (University of Warwick), V.S. Dhillon (University of Sheffield, Sheffield, VK) en A. Bayo (Universidad Valparaíso).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die specifiek is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, dicht bij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

•  Onderzoeksartikel

•  Foto's van de VLT

Contact

Adam Hardy
Universidad Valparaíso
Valparaíso, Chile
Tel: +56 32 2508457
E-mail: adam.hardy@postgrado.uv.cl

Matthias Schreiber
Universidad de Valparaíso
Valparaíso, Chile
Tel: +56 32 2399279
E-mail: matthias@dfa.uv.cl

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobiel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media