Astronomen hebben een dubbelstersysteem ontdekt met de dichtstbijzijnde jonge stellaire objecten met een hoge massa die ooit zijn gemeten, een waardevol "laboratorium" bieden om theorieën over de vorming van dubbelsterren met hoge massa te testen.

Een internationaal team onder leiding van de Universiteit van Leeds heeft bepaald dat de afstand tussen de massieve jonge ster PDS 27 en zijn om de aarde draaiende stellaire metgezel slechts 30 astronomische eenheden of 4,5 miljard km is. Dat is ongeveer de afstand tussen onze zon en Neptunus, waardoor ze de stellaire metgezellen zijn met de dichtste nabijheid die ooit is bepaald voor jonge sterren met een hoge massa in een dubbelstersysteem - een stersysteem met twee sterren in een baan rond een zwaartepunt.

Studie hoofdauteur, Dr. Evgenia Koumpia, van de School of Physics and Astronomy in Leeds, zei:"Dit is een zeer opwindende ontdekking, het observeren en simuleren van massieve dubbelsterren in de vroege stadia van hun vorming is een van de belangrijkste problemen van de moderne astronomie. Met PDS 27 en zijn metgezel hebben we nu de dichtstbijzijnde, de meeste massieve jonge stellaire objecten in binaries die tot nu toe zijn opgelost.

"Er is een tekort aan bekende jonge massieve binaire systemen in de ruimte in kaart. Sterren met een hoge massa hebben een relatief korte levensduur, uitbranden en exploderen als supernova's in slechts een paar miljoen jaar, waardoor ze moeilijk te herkennen zijn. Dit beperkt ons vermogen om de theorieën over de vorming van deze sterren te testen."

Als onderdeel van hun studie heeft het team ook een begeleidend object geïdentificeerd voor een andere jonge massieve ster, PDS 37 genaamd. Uit de analyse bleek dat een afstand tussen PDS 37 en zijn metgezel tussen 42 en 54 astronomische eenheden bedroeg – vergelijkbaar met de afstand tussen de Zon en Pluto. Hoewel verder uit elkaar dan PDS 27 en zijn metgezel, het is nog steeds een belangrijke ontdekking gezien de behoefte aan bevestigde massieve jonge stellaire dubbelsterren in astronomisch onderzoek.

Dr. Koumpia vervolgde:"Hoe deze binaire systemen worden gevormd, is een nogal controversiële vraag, aangezien er verschillende theorieën naar voren zijn gebracht. Observationele studies van binaire systemen in hun vroege stadia zijn cruciaal om de theorieën over hun vorming te verifiëren.

"PDS 27 en PDS 37 zijn zeldzame en belangrijke laboratoria die kunnen helpen bij het informeren en testen van de theorieën over de vorming van binaire bestanden met een hoge massa."

PDS 27 is minstens 10 keer massiever dan onze zon, Dr Koumpia legde uit, en ongeveer 8, 000 lichtjaren verwijderd. Om de aanwezigheid van stellaire metgezellen voor PDS 27 en PDS 37 te bepalen, het team gebruikte de hoogste ruimtelijke resolutie van het PIONIER-instrument op de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de European Southern Observatory. Dit instrument combineert lichtstralen van vier telescopen, die elk 8,2 meter breed zijn, en bootst een enkele telescoop na met een diameter van 130 meter. Het resulterende hoge ruimtelijke oplossend vermogen stelde het team in staat om dergelijke nabije binaire systemen op te lossen, ondanks hun enorme afstand tot ons en hun nabijheid tot elkaar.

Studie co-auteur prof.dr. Rene Oudmaijer, ook van de School of Physics and Astronomy in Leeds, zei:"De volgende grote vraag - die we tot nu toe hebben vermeden vanwege observatieproblemen - is waarom zoveel van deze massieve sterren zich in binaire systemen bevinden?"

"Het is astronomen steeds duidelijker geworden dat massieve sterren bijna nooit alleen worden geboren, met ten minste één broer of zus voor gezelschap. Maar de redenen waarom dat het geval is, zijn nog steeds nogal duister.

"Massieve sterren oefenen een aanzienlijke invloed uit op hun kosmische omgeving. Hun stellaire winden, energie en de supernova-explosies die ze op hun beurt genereren, kunnen de vorming van andere sterren en sterrenstelsels beïnvloeden. De evolutie en het lot van zware sterren is vrij complex, maar eerdere studies hebben aangetoond dat ze in hoge mate kunnen worden beïnvloed door hun binaire eigenschappen.

"De ontdekking van massieve jonge dubbelsterren is een cruciale stap voorwaarts om veel van de vragen die we nog hebben over deze stellaire objecten te kunnen beantwoorden. Deze ontdekkingen waren alleen mogelijk dankzij het voortreffelijke oplossend vermogen van het PIONIER-instrument op de VLTI. "

Dit onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica : Brieven .