Uit nieuw onderzoek blijkt dat bruine dwergen – vaak ‘mislukte sterren’ genoemd vanwege hun onvermogen om kernfusie in stand te houden – deze beperking kunnen overwinnen via een verrassend mechanisme: samensmelten met een andere bruine dwerg of massa overhevelen van een metgezel. Door dit proces zouden ze kunnen ontbranden als volledig gevormde sterren.
Het probleem met bruine dwergen
Bruine dwergen vormen zich als sterren en vallen uiteen uit dichte gebieden in interstellaire gaswolken. Ze missen echter de kritische massa die nodig is om waterstof tot helium te laten samensmelten, het bepalende kenmerk van een echte ster. Met een massa van 13 tot 80 maal de massa van Jupiter bevinden ze zich in een vreemd middengebied tussen planeten en sterren. Decennia lang werden deze objecten beschouwd als doodlopende wegen en konden ze de drempel voor duurzame energieproductie niet bereiken.
Een tweede kans: massaoverdracht en botsingen
Een team van wetenschappers onder leiding van Samuel Whitebook van Caltech ontdekte een paar bruine dwergen in een nauwe baan, genaamd ZTF J1239+8347, op een afstand van ongeveer 1000 lichtjaar in Ursa Major. De onderzoekers analyseerden gegevens van de Zwicky Transient Facility (ZTF) en ontdekten dat een bruine dwerg actief materie van zijn metgezel trekt. Deze overdracht zou voldoende massa kunnen opleveren om kernfusie op gang te brengen. Als alternatief zouden de twee volledig kunnen botsen, waardoor een nieuwe ster met voldoende massa zou ontstaan.
Dit soort massaoverdracht is buitengewoon omdat het zelden wordt waargenomen bij objecten van deze omvang. Bij eerdere voorvallen waren veel grotere sterrenlichamen betrokken. Zoals Whitebook uitlegde: “De mislukte sterren krijgen een tweede kans… ze kunnen zeer interessante dynamische fysica vertonen.”
Hoe het werkt: een kosmische katapult
De exacte oorsprong van het binaire systeem van ZTF J1239 blijft onduidelijk, maar wetenschappers theoretiseren dat de bruine dwergen door zwaartekracht uit afzonderlijke systemen zijn samengetrokken. Eenmaal in een baan om de aarde kwamen ze spiraalvormig dichterbij, waarbij de massievere bruine dwerg het materiaal van zijn metgezel afstroopte. Dit proces is zichtbaar als een lichtpuntje op de dichtere bruine dwerg, dat oplicht als er materie op het oppervlak wordt gedrukt.
“Wanneer de zwaartekracht van de ene ster wordt overwonnen door die van de andere, begint de materie te stromen… alsof de materie door een straalpijp wegstroomt”, aldus Whitebook. De snelle helderheidsschommelingen van het systeem, die elke 57 seconden veranderen, trokken voor het eerst de aandacht van onderzoekers die het ZTF Variability Archive doorzochten.
Implicaties en toekomstig onderzoek
Deze ontdekking bewijst dat bruine dwergen niet noodzakelijkerwijs stellaire mislukkingen zijn. Ze kunnen actief interacteren en hun lot hervormen door middel van gewelddadige of aanhoudende massaoverdracht. Het team verwacht dat het komende Vera Rubin Observatorium nog tientallen meer van dergelijke systemen zal identificeren, waardoor een duidelijker beeld zal ontstaan van hoe vaak deze gebeurtenissen voorkomen.
De implicaties suggereren dat mislukte sterren veel dynamischer kunnen zijn dan eerder werd gedacht, wat het traditionele begrip van stervorming en -evolutie op de proef stelt. Verder onderzoek is cruciaal om de werkelijke prevalentie van deze ‘tweedekans’-scenario’s in het universum te begrijpen.
