Astronomen hebben de zeldzame waarneming gemaakt van twee sterren die spiraalsgewijs hun ondergang tegemoet gaan door de veelbetekenende tekens van een traanvormige ster te spotten.

De tragische vorm wordt veroorzaakt door een enorme nabijgelegen witte dwerg die de ster vervormt met zijn intense zwaartekracht, die ook de katalysator zal zijn voor een uiteindelijke supernova die beide zal consumeren. Gevonden door een internationaal team van astronomen en astrofysici onder leiding van de Universiteit van Warwick, het is een van de weinige sterrenstelsels die zijn ontdekt en die op een dag een witte dwergster in zijn kern zullen zien ontbranden.

Nieuw onderzoek gepubliceerd door het team vandaag in Natuurastronomie bevestigt dat de twee sterren zich in de vroege stadia van een spiraal bevinden die waarschijnlijk zal eindigen in een Type Ia-supernova, een type dat astronomen helpt te bepalen hoe snel het heelal uitdijt.

Dit onderzoek werd gefinancierd door de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Duitse Onderzoeksstichting) en de Raad voor Wetenschaps- en Technologiefaciliteiten, onderdeel van UK Research and Innovation.

HD265435 bevindt zich ongeveer 1, 500 lichtjaar verwijderd en bestaat uit een hete subdwergster en een witte dwergster die dicht om elkaar heen draaien met een snelheid van ongeveer 100 minuten. Witte dwergen zijn 'dode' sterren die al hun brandstof hebben opgebrand en op zichzelf zijn ingestort, waardoor ze klein maar extreem dicht zijn.

Over het algemeen wordt aangenomen dat een type Ia-supernova optreedt wanneer de kern van een witte dwergster opnieuw ontbrandt, leiden tot een thermonucleaire explosie. Er zijn twee scenario's waarin dit kan gebeuren. In de eerste, de witte dwerg krijgt genoeg massa om 1,4 keer de massa van onze zon te bereiken, bekend als de Chandrasekhar-limiet. HD265435 past in het tweede scenario, waarin de totale massa van een dicht stellair systeem van meerdere sterren dichtbij of boven deze limiet ligt. Er zijn slechts een handvol andere sterrenstelsels ontdekt die deze drempel zullen bereiken en resulteren in een Type Ia supernova.

Hoofdauteur Dr. Ingrid Pelisoli van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Warwick, en voorheen verbonden aan de Universiteit van Potsdam, legt uit:"We weten niet precies hoe deze supernova's exploderen, maar we weten dat het moet gebeuren omdat we het elders in het universum zien gebeuren.

"Eén manier is als de witte dwerg voldoende massa van de hete subdwerg verzamelt, dus als die twee in een baan om elkaar heen draaien en dichterbij komen, materie zal beginnen te ontsnappen aan de hete subdwerg en op de witte dwerg vallen. Een andere manier is dat, omdat ze energie verliezen aan de emissies van zwaartekrachtgolven, ze zullen dichterbij komen totdat ze samensmelten. Zodra de witte dwerg voldoende massa krijgt van beide methoden, het zal supernova worden."

Met behulp van gegevens van NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), het team kon de hete subdwerg observeren, maar niet de witte dwerg, want de hete subdwerg is veel helderder. Echter, die helderheid varieert in de tijd, wat suggereerde dat de ster werd vervormd tot een traanvorm door een nabijgelegen massief object. Met behulp van radiale snelheids- en rotatiesnelheidsmetingen van het Palomar Observatory en het W. M. Keck Observatory, en door het effect van het massieve object op de hete subdwerg te modelleren, de astronomen konden bevestigen dat de verborgen witte dwerg zo zwaar is als onze zon, maar net iets kleiner dan de straal van de aarde.

Gecombineerd met de massa van de hete subdwerg, dat is iets meer dan 0,6 keer de massa van onze zon, beide sterren hebben de massa die nodig is om een ​​Type Ia supernova te veroorzaken. Omdat de twee sterren al dicht genoeg bij elkaar staan ​​om dichter naar elkaar toe te spiralen, de witte dwerg zal onvermijdelijk over ongeveer 70 miljoen jaar supernova worden. Theoretische modellen die speciaal voor deze studie zijn gemaakt, voorspellen dat de hete subdwerg ook zal samentrekken om een ​​witte dwergster te worden voordat hij met zijn begeleider versmelt.

Type Ia supernova's zijn belangrijk voor de kosmologie als 'standaardkaarsen'. Hun helderheid is constant en van een specifiek type licht, wat betekent dat astronomen kunnen vergelijken welke helderheid ze zouden moeten hebben met wat we op aarde waarnemen, en bereken daaruit met een goede mate van nauwkeurigheid hoe ver ze zijn. Door supernova's in verre sterrenstelsels te observeren, astronomen combineren wat ze weten over hoe snel dit melkwegstelsel beweegt met onze afstand tot de supernova en berekenen de uitdijing van het heelal.

Dr. Pelisoli voegt toe:"Hoe meer we begrijpen hoe supernova's werken, hoe beter we onze standaard kaarsen kunnen kalibreren. Dit is op dit moment erg belangrijk omdat er een discrepantie is tussen wat we krijgen van dit soort standaardkaars, en wat we via andere methoden krijgen.

"Hoe meer we begrijpen over hoe supernova's worden gevormd, hoe beter we kunnen begrijpen of deze discrepantie die we zien het gevolg is van nieuwe natuurkunde waarvan we ons niet bewust zijn en waar we geen rekening mee houden, of simpelweg omdat we de onzekerheden in die afstanden onderschatten.

"Er is nog een discrepantie tussen de geschatte en waargenomen galactische supernovasnelheid, en het aantal voorouders dat we zien. We kunnen schatten hoeveel supernova's er in onze melkweg zullen zijn door veel melkwegstelsels te observeren, of door wat we weten van stellaire evolutie, en dit aantal is consistent. Maar als we zoeken naar objecten die supernova's kunnen worden, we hebben niet genoeg. Deze ontdekking was erg nuttig om een ​​schatting te maken van wat een hete subdwerg en witte dwerg binaries kunnen bijdragen. Het lijkt nog niet veel, geen van de kanalen die we hebben waargenomen lijkt voldoende te zijn."