Astronomen hebben de massa van een opgebrande ster rechtstreeks bepaald met behulp van een verschijnsel dat bekendstaat als het zwaartekrachtlenseffect. Een internationaal team, onder leiding van Peter McGill van de Universiteit van Cambridge (VK), heeft aan de hand van gegevens van twee telescopen gemeten hoe het licht van een verre ster werd afgebogen door de witte dwergster LAWD 37, waardoor de verre ster tijdelijk van positie leek te veranderen.
Het is voor het eerst dat dit effect is waargenomen bij een andere ster dan onze zon, en de eerste keer dat daarbij de massa van zo’n lens-ster rechtstreeks is gemeten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).
LAWD 37 is een witte dwerg, het compacte restant van een ster zoals onze zon.
Wanneer de nucleaire brandstof van een zonachtige ster opraakt, zwelt deze op en blaast hij zijn buitenste lagen de ruimte in.
Het enige wat dan resteert is zijn hete, compacte kern. Onder deze omstandigheden gedraagt de materie zoals wij die kennen zich heel anders en verandert zij in iets dat gedegenereerde materie wordt genoemd.
LAWD 37 is uitgebreid onderzocht, omdat hij relatief dichtbij staat. De witte dwerg bevindt zich op vijftien lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg en is het overblijfsel van een ster die ruim een miljard jaar geleden zijn laatste adem uitblies.
Massa is een van de belangrijkste factoren in de evolutie van een ster.
Voor de meeste stellaire objecten leiden astronomen de massa indirect af, op basis van sterke, vaak niet geteste modelaannames.
In de zeldzame gevallen waarbij de massa wél direct kan worden afgeleid, moet de ster een begeleider hebben, zoals in een dubbelstersysteem.
Maar voor enkelvoudige objecten, zoals LAWD 37, zijn andere methoden nodig om de massa te kunnen bepalen.
McGill en zijn collega’s zijn er nu in geslaagd om – met de astrometrische ruimtetelescoop Gaia van ESA en de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA – de eerste nauwkeurige massabepaling van LAWD te doen.
Met behulp van Gaia konden de astronomen de beweging van LAWD 37 voorspellen en het punt bepalen waar deze zich dicht genoeg bij een achtergrondster zou bevinden om het gezochte lens-effect te veroorzaken.
Met dit gegeven konden de astronomen de Hubble-ruimtetelescoop op het juiste moment op de juiste plek aan de hemel richten om het verschijnsel, dat in november 2019 optrad, ook daadwerkelijk waar te nemen.
Uit de sterkte van het lens-effect, die evenredig is met de massa van het object dat als lens fungeert, is nu berekend dat de massa van LAWD 37 0,56 zonsmassa bedraagt.
Dit komt goed overeen met eerdere theoretische voorspellingen van de massa van deze witte dwerg, en bevestigt de betrouwbaarheid van de bestaande theorieën over de evolutie van deze objecten. (EE)
(Image Credit: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)
