Bestråler rød nabostjerne «som lyset fra et fyrtårn»

Stjernesystemet AR Scorpii «pulserer» kraftig hvert 1,97. minutt, når systemets «hvite dverg» sveiper over sin røde nabo med en kraftig partikkelstråle.

Denne artikkelen er over ett år gammel og kan innholde utdatert informasjon

Hvite dverger

Hvite dverger som den astronomene kan observere i systemet AR Scorpii dannes mot slutten av livet til stjerner som med masse inntil åtte ganger Solas. Etter at hydrogenfusjonen i stjernens indre avsluttes, antennes nye fusjonsprosesser som får stjernen til å ese voldsomt ut. Etter en tid i dette «rød kjempe»-stadiet kaster stjernen av seg sine ytre lag og danner en såkalt planetarisk tåke. Den blottlagte og utbrente fusjonsreaktoren som er igjen, kalles en hvit dverg. Denne stjerneresten er ikke større enn Jorda, men tettheten er hele 200.000 ganger høyere. En teskje med dette materialet ville veie like mye som en elefant her på Jorda.

Kilde: ESOs pressemelding.

Det er første gang astronomer har sett fenomenet opptre hos en hvit dverg (se faktaboks).

I mai 2015 kom en gruppe tyske, belgiske og britiske amatørastronomer over et stjernesystem som oppførte seg på en måte de aldri tidligere hadde sett.

– AR Scorpii-systemet ble oppdaget for over 40 år siden, men dens sanne natur var ukjent fram til vi begynte å observere objektet i 2015. Bare minutter etter at vi startet observasjonene, forsto vi at dette var et ekstraordinært eksemplar, sier Tom March ved astrofysikkgruppen ved Universitetet i Warwick. Han ledet forskerteamet bak den nye studien.

Stjernesystemet ligger i stjernebildet Skorpionen, 380 lysår unna jorden. Her akselerer en hurtigroterende hvit dvergstjerne elektroner opp til nesten lysets hastighet. De høyenergetiske partiklene skaper kraftig stråling som regelmessig sveiper over naboen, en rød dvergstjerne, slik at hele systemet pulserer kraftig.

Kunstnerisk framstilling av den eksotiske dobbeltstjernen AR Scorpii . I dobbeltstjernesystemet sørger en hurtigroterende hvit dvergstjerne (til høyre) for å akselerere elektroner opp til nesten lysets hastighet. De høyenergetiske partiklene genererer kraftig stråling som regelmessig sveiper over kompanjongen, en rød dvergstjerne (til venstre), slik at hele systemet pulserer kraftig. Kilde:M. Garlick/University of Warwick/ESO
Kunstnerisk framstilling av den eksotiske dobbeltstjernen AR Scorpii . I dobbeltstjernesystemet sørger en hurtigroterende hvit dvergstjerne (til høyre) for å akselerere elektroner opp til nesten lysets hastighet. De høyenergetiske partiklene genererer kraftig stråling som regelmessig sveiper over kompanjongen, en rød dvergstjerne (til venstre), slik at hele systemet pulserer kraftig. Kilde:M. Garlick/University of Warwick/ESO

Variasjonene har en periode på 1,97 minutter og registreres på bølgelengder som strekker seg fra kortbølget ultrafiolett lys til langbølget radiostråling, heter det i en pressemelding fra European Southern Observatory (ESO).

Les også: En tredjedel av oss kan ikke se stjernehimmelen

Stjerne på Jordas størrelse

Fenomenet har blitt gransket med ESOs Very Large Telescope og andre teleskoper på bakken og i rommet. Studien offentliggjøres i tidsskriftet Nature torsdag.

Etter at amatørastronomer fattet interesse for stjernesystemet i fjor ble det igangsatt oppfølgingsobservasjoner, ledet av Universitetet i Warwick og utført med en rekke bakkebaserte og rombaserte teleskoper. Disse har nå gitt mer kunnskap om det tidligere feilidentifiserte systemet.

Vidvinkelbildet viser himmelområdet omkring den eksotiske dobbeltstjernen AR Scorpii. Bildet er satt sammen av eksponeringer fra prosjektet Digitized Sky Survey 2 (DSS2). Kilde: Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Vidvinkelbildet viser himmelområdet omkring den eksotiske dobbeltstjernen AR Scorpii. Bildet er satt sammen av eksponeringer fra prosjektet Digitized Sky Survey 2 (DSS2). Kilde: Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Stjernesystemet består av en hurtigroterende hvit dverg og en kald rød dverg, som kretser rundt hverandre med en stabil periode på 3,6 timer. Den hvite dvergen er omtrent like stor som Jorda, men inneholder hele 200.000 ganger mer masse. Det tilsvarer rundt to tredeler av Solas masse. Den røde dvergen er omtrent en tredel så massiv som Sola.

Les også: Skaffer ny viten om solstormer

«Brutal oppførsel»

«Dette dobbeltstjernesystemet har en særegen og brutal oppførsel», skriver ESO i en pressemelding om studien. Den kraftig magnetiske og hurtigroterende hvite dvergen akselererer elektroner til oppimot lysets hastighet. De høyenergetiske partiklene produserer intens stråling som sveiper over den kalde, røde dvergstjernen omtrent som lyset fra et fyrtårn. Prosessen får hele systemet til å lyse kraftig opp hvert 1,97. minutt. De såkalte pulsasjonene skjer også på radiobølgelengder, noe man aldri før har observert i et dobbeltstjernesystem med en hvit dverg i.

De observerte egenskapene til AR Scorpii er både «unike og mystiske», skriver ESO. Strålingen sees over et stort bølgelengdeområde, hvilket tyder på at den genereres av elektroner som akselereres i et magnetfelt. Det kan forklares av den raskt roterende og meget magnetiske hvite dvergen. Men selve kilden til elektronene er fortsatt en stor gåte. Forskerne vet foreløpig ikke om elektronene stammer fra den hvite dvergen eller den kaldere kompanjongen.

Da AR Scorpii-systemet først ble observert tidlig på 70-tallet gjorde regelmessige lysstyrkevariasjoner at den ble feilklassifisert som en ensom stjerne med varierende lysstyrke. Nå er den egentlige grunnen til variasjonene avdekket takket være innsatsen til både amatørastronomer og profesjonelle forskere, skriver ESO. Man har sett lignende pulsasjoner tidligere, men bare hos nøytronstjerner, som er små stjernerester med eksepsjonelt høy tetthet.

– Vi har kjent til pulserende nøytronstjerner i nesten femti år, og enkelte teorier har forutsagt at hvite dverger også kan oppvise denne egenskapen. Det er utrolig spennende å endelig oppdage et slikt system. Funnet er dessuten et flott eksempel på samarbeid mellom amatørastronomer og akademikere, sier medforfatter Boris Gänsicke ved Universitetet i Warwick i pressemeldingen.

Personvernpolicy