(Phys.org)—Een internationaal team van astronomen onder leiding van Liliana Rivera Sandoval van de Universiteit van Amsterdam, Nederland, heeft 22 nieuwe catastrofale veranderlijke sterren gevonden in een bolvormige sterrenhoop die bekend staat als 47 Tucanae (afgekort 47 Tuc). De ontdekking maakt van 47 Tuc het cluster met het hoogste aantal tot nu toe geïdentificeerde catastrofale variabelen. De bevindingen werden gedetailleerd in een paper gepubliceerd op 19 mei op arXiv.org.

Cataclysmische variabelen (CV's) zijn dubbelstersystemen die bestaan ​​uit een witte dwerg en een normale metgezel. Ze nemen onregelmatig met een grote factor toe in helderheid, val dan terug naar een rusttoestand. Deze dubbelsterren zijn gevonden in verschillende omgevingen, zoals het centrum van de Melkweg, de zonnebuurt, en binnen open en bolvormige clusters. Het bestuderen van CV's in bolvormige sterrenhopen is belangrijk om te begrijpen hoe ze de evolutie van dergelijke groepen sterren beïnvloeden en om inzicht te krijgen in hoe stellaire interacties in een dichte stellaire omgeving de evolutie van catastrofale variabelen beïnvloeden.

Gelegen op ongeveer 15, 300 lichtjaar verwijderd van de aarde, 47 Tuc is een enorme, niet-kern ingestorte bolvormige sterrenhoop in het sterrenbeeld Tucana. Deze cluster vertoont een lage extinctie, heeft een hoge interactiesnelheid en heeft de meeste röntgenbronnen die tot nu toe zijn geïdentificeerd van alle andere bolvormige clusters. Deze eigenschappen maken 47 Tuc een uitstekend doelwit om nauwe binaries te bestuderen, wat mogelijk kan leiden tot de detectie van veel catastrofale variabelen.

Daarom hebben Sandoval en haar team de beschikbare bijna-ultraviolette en optische beelden van de Hubble-ruimtetelescoop geanalyseerd, in combinatie met röntgengegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory, wat resulteerde in het vinden van nieuwe cv's in 47 Tuc. Het onderzoek verhoogde het aantal bekende catastrofale variabelen in dit cluster van 21 naar 43.

"In deze krant, we identificeren het grootste aantal CV's dat ooit in een bolvormige cluster is geïdentificeerd door middel van identificatie met röntgentegenhangers, meer dan een verdubbeling van het aantal bekende cv's in 47 Tuc, ’ schreven de astronomen in de krant.

Volgens de studie, CV's in 47 Tuc zijn meer geconcentreerd in de richting van het clustercentrum dan de hoofdreeksafslagsterren. Alle catastrofale variabelen in dit cluster hebben een blauwe kleur in de bijna-ultraviolette en in de optische kleurenmagnitudediagrammen. Dit komt door emissie van de accretor (witte dwerg) en de accretieschijf.

De onderzoekers onthulden dat achttien CV's in het cluster waterstof-alfa-emissie vertonen, die waarschijnlijk afkomstig is van de accretieschijf of stroom en bijdragen van de begeleidende ster. Bovendien, vier catastrofale variabelen bleken grote amplitudevariaties (tot ongeveer 3 magnitudes) in tijdschalen van uren te hebben. Echter, de oorzaak van deze variaties blijft onverklaard.

Gezien het feit dat 47 Tuc een niet-kern-ingestorte cluster is, het team probeerde zijn CV-populatie te vergelijken met die van NGC 6397 en NGC 6752 - twee voorbeelden van ingestorte kernclusters.

"47 Tuc heeft veel meer zwakke CV's dan die kern-ingestorte clusters. Dit suggereert dat de CV-populatie in 47 Tuc een combinatie is van oorspronkelijke CV's en dynamisch CV's die lang geleden zijn gevormd. (...) Als we de massa's van NGC 6397 en NGC 6752 tot die van 47 Tuc, de kern-ingestorte clusters hebben veel meer heldere cv's. Dit lijkt erop te wijzen dat de dynamische interacties een belangrijke rol spelen in clusters die zijn samengevouwen om cv's te maken, ’ concluderen de onderzoekers.

© 2017 Fys.org