Wetenschap
Astronomen kenden slechts één binair Cepheid-systeem; ze hebben er zojuist nog negen gevonden
Het meten van de afstand tot verre objecten in de ruimte kan lastig zijn. We weten niet eens de precieze afstand tot zelfs onze dichtstbijzijnde buren in het universum:de Kleine en Grote Magelhaense Wolken. Maar we beginnen de tools te vinden om het te meten. Eén type gereedschap is een Cepheid-variabele:een type ster waarvan de helderheid volgens een duidelijk gedefinieerd patroon varieert. We weten echter niet veel over hun fysieke eigenschappen, waardoor het moeilijker wordt om ze als afstandsmarkeringen te gebruiken.
Het vinden van hun fysieke eigenschappen zou gemakkelijker zijn als er Cepheid-dubbelsterren zouden zijn die we zouden kunnen bestuderen, maar astronomen hebben tot nu toe slechts één paar gevonden. Totdat een recent artikel van onderzoekers uit Europa, de VS en Chili metingen van negen extra binaire Cepheid-systemen laat zien – genoeg om de statistieken van deze nuttige afstandsmarkeringen te gaan begrijpen. Het artikel is gepubliceerd op de arXiv preprint-server.
Net als traditionele sterren ontstaan binaire Cepheid-systemen wanneer twee sterren om elkaar heen draaien. In dit geval moeten beide sterren Cepheïden zijn, wat betekent dat ze enorm zijn vergeleken met onze zon en veel helderder. Bovendien moet hun helderheid variëren in een herhaalbaar patroon, zodat we dit consistent kunnen volgen.
Al deze kenmerken kunnen sterk variëren als twee sterren in helderheid veranderen, maar met verschillende snelheden en fasen om elkaar heen. Het is moeilijk om te ontleden welke ster aan het wassen is, welke afneemt, en in welke richting ze bewegen, zowel vergeleken met ons als met elkaar. Er zijn lange observatieperioden nodig om een aantal van deze variabelen vast te stellen, en dat is precies wat het nieuwe artikel beschrijft.
De onderzoekers keken naar negen sets Cepheïden waarvan werd aangenomen dat ze binaire systemen waren, maar die nog niet waren bevestigd vanwege de moeilijkheid om de twee sterren van elkaar te scheiden. Ze haalden gegevens uit de database van het Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), een variabel sterobservatieproject dat al meer dan dertig jaar door de universiteit van Warschau wordt beheerd. Daarmee konden ze voor het eerst bevestigen dat elk van deze vermoedelijke dubbelsterren twee afzonderlijke sterren bevatte.
Deze negen binaire systemen bevonden zich in de Kleine en Grote Magelhaense Wolk en de Melkweg. Eén exemplaar in de Melkweg is veruit het dichtstbij, op slechts 11 kiloparsec (ongeveer 3000 lichtjaar) afstand. De onderzoekers hadden ook veel geluk vanwege de lengte van de omlooptijden van de dubbelsterren die ze bestudeerden; de meeste duurden meer dan vijf jaar, en een kortere set observatiegegevens had ze misschien niet kunnen achterhalen.
Begrijpen hoe deze systemen bestaan en waar ze zich bevinden, is slechts de eerste stap. Ze gebruiken voor meer nuttige wetenschap is de volgende. De meest voor de hand liggende manier om dit te doen is door ons begrip van de Cepheïden te vergroten.
Ondanks dat het een van de meest gebruikte afstandsmarkeringen in het universum is, weten we verrassend weinig over hoe ze ontstaan, waar ze van gemaakt zijn of hun levenscyclus. Het nauwkeurig bestuderen van een binair systeem, waarbij de sterren op elkaar inwerken, zou licht kunnen werpen (figuurlijk in deze zin) op enkele van deze eigenschappen.
Zoals de auteurs in hun artikel aangeven, maakt dit deel uit van een langdurig lopend project. Ze maakten ook deel uit van het team dat het oorspronkelijke binaire Cepheid-systeem in 2014 bevestigde.
OGLE blijft meer gegevens verzamelen, net als andere hemelonderzoeken, en er zijn waarschijnlijk meer Cepheid-dubbelsterren op de markt. Elke nieuwe ontdekking zal ons statistisch inzicht in deze kritische afstandsmarkeringen helpen verbeteren. We hoeven alleen maar de tijd te nemen om ze eerst te vinden.