Een internationaal team van astronomen heeft twee sterren ontdekt in een dubbelsterpaar die in iets meer dan drie uur een baan om elkaar heen maken, die zich in de planetaire nevel M3-1 bevinden. Opmerkelijk, de sterren kunnen een nova-explosie veroorzaken, een geheel onverwachte gebeurtenis gebaseerd op ons huidige begrip van de evolutie van dubbelsterren. Het team, onder leiding van David Jones van het Instituto Astrofisica de Canarias en de Universidad de La Laguna, rapporteren hun bevindingen in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society:Brieven .

Planetaire nevels zijn de gloeiende schillen van gas en stof gevormd uit de buitenste lagen van sterren zoals onze eigen zon, die ze afwerpen tijdens de laatste stadia van hun evolutie. Vaak, interactie met een nabijgelegen begeleidende ster speelt een belangrijke rol bij het uitwerpen van dit materiaal en de vorming van de uitgebreide structuren die te zien zijn in de resulterende planetaire nevels.

De planetaire nevel M3-1 bevindt zich in het sterrenbeeld Canis Major, op een afstand van ongeveer 14, 000 lichtjaren. M3-1 was een stevige kandidaat om een ​​binaire centrale ster te hosten, omdat de structuur met prominente jets en filamenten typerend is voor deze dubbelsterinteracties.

Met behulp van de telescopen van de European Southern Observatory (ESO) in Chili, Jones' team bekeek M3-1 over een periode van meerdere jaren. Daarbij ontdekten en bestudeerden ze de dubbelsterren in het centrum van de nevel.

"We wisten dat M3-1 een dubbelster moest hosten, dus begonnen we met het verkrijgen van de waarnemingen die nodig zijn om dit te bewijzen en om de eigenschappen van de nevel te relateren aan de evolutie van de ster of sterren die het hebben gevormd", zegt Brent Miszalski, onderzoeker bij de Southern African Large Telescope, en co-auteur van de studie.

De twee sterren staan ​​zo dicht bij elkaar dat ze niet vanaf de grond kunnen worden opgelost, dus in plaats daarvan wordt de aanwezigheid van de tweede ster afgeleid uit de variatie van hun waargenomen gecombineerde helderheid - het duidelijkst door periodieke verduisteringen van de ene ster door de andere die duidelijke dalingen in de helderheid veroorzaken.

"Toen we begonnen met de waarnemingen, het was meteen duidelijk dat het systeem een ​​binair systeem was", legt Henri Boffin uit, onderzoeker bij de European Southern Observatory in Duitsland. "We zagen dat de schijnbaar enkele ster in het midden van de nevel snel van helderheid veranderde, en we wisten dat dit te wijten moest zijn aan de aanwezigheid van een begeleidende ster."

Het team ontdekte dat de centrale ster van de planetaire nevel M3-1 een van de kortste dubbelsterren in de omlooptijd heeft die tot nu toe bekend zijn, om iets meer dan drie uur. De ESO-waarnemingen laten ook zien dat de twee sterren - hoogstwaarschijnlijk een witte dwerg met een metgezel van de hoofdreeks met een lage massa - elkaar bijna raken.

Als resultaat, het paar zal waarschijnlijk een zogenaamde nova-uitbarsting ondergaan, het resultaat van de overdracht van materiaal van de ene ster naar de andere. Wanneer dit een kritische massa bereikt, er vindt een gewelddadige thermonucleaire explosie plaats en het systeem wordt tijdelijk tot een miljoen keer helderder.

"Na de verschillende waarnemingscampagnes in Chili, we hadden genoeg gegevens om de eigenschappen van de twee sterren te begrijpen - hun massa's, temperaturen en radii", zegt Paulina Sowicka, een doctoraat student aan het Nicolas Copernicus Astronomisch Centrum in Polen. "Het was een echte verrassing dat de twee sterren zo dicht bij elkaar en zo groot waren dat ze elkaar bijna raakten. Over een paar duizend jaar zou er een nova-explosie kunnen plaatsvinden."

De theorie suggereert dat dubbelsterren goed van elkaar gescheiden moeten zijn na de vorming van een planetaire nevel. Het zou dan lang moeten duren voordat ze weer met elkaar gaan interageren en gebeurtenissen zoals novae mogelijk worden.

In 2007, astronomen observeerden een andere nova-explosie, bekend als Nova Vul 2007, in een andere planetaire nevel.

Jones merkt op:"De gebeurtenis van 2007 was bijzonder moeilijk uit te leggen. Tegen de tijd dat de twee sterren dichtbij genoeg zijn voor een nova, het materiaal in de planetaire nevel zou zo veel moeten uitzetten en verdwijnen dat het niet langer zichtbaar is."

Het nieuwe evenement draagt ​​bij aan het raadsel, voegt Jones toe:"In de centrale sterren van M3-1, we hebben in de relatief nabije toekomst een andere kandidaat gevonden voor een soortgelijke nova-uitbarsting."

Het team hoopt nu verder onderzoek te doen naar de nevel en andere soortgelijke, helpen om licht te werpen op de fysieke processen en oorsprong van novae en supernovae, enkele van de meest spectaculaire en gewelddadige verschijnselen in het universum.