De Dubbele dans der Sterren

1. De Dubbele dans der Sterren Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud Universiteit Nijmegen pgroot@astro.ru.nl

2. Enkel en dubbel Tot nu toe naar enkele sterren gekeken: maar: 2/3 van alle sterren is een dubbel of meer- voudig systeem!!!

4. De meeste sterren zijn dubbel! • 50% van alle ‘sterren’ zijn dubbele of meervoudige systemen.

5. Wat is een dubbelster? • In een dubbelster draaien twee sterren om elkaar heen: ze zijn gravitationeel gebonden.

6. Waarom zoveel dubbelsterren? • Hiervoor moeten we naar de evolutie van enkele sterren kijken En met name de geboorte……

7. Stervorming revisited

13. Stervorming

14. Probleem bij stervorming • De hoeveelheid draaiing in de originele wolk moet behouden blijven • Hoe lossen we dit op? • Drie manieren: • Planetenstelsel • Dubbelsterren • Combinatie van planetenstelsel en dubbelsterren

15. Bekende dubbelsterren: • Mizar en Alcor in de Grote Beer

16. Bekende dubbelsterren: • Castor in de Tweelingen

17. Wanneer worden ze extreem? • Daarvoor moeten we eerst even naar sterevolutie kijken • Een ster is een evenwicht tussen zwaartekracht en druk • De zwaartekracht wil alles naar binnen duwen en de gasdruk alles naar buiten. • Zo lang het evenwicht gehandhaafd blijft, gaat alles goed…

18. Eindproduct van de Zon: • Een witte dwerg: 60% van de massa van de Zon in een bol zo groot als de Aarde • Een mooie Ford Focus Wagon in een suikerklontje…

19. Maar als M > 8 Mzon • Dan volgt er een supernova explosie aan het einde van het leven van een ster.

22. Eindproducten van sterren: • Als ster aan het begin van zijn leven < 8 Mzon : witte dwerg • Als 8 Mzon < M < 20 Mzon : neutronenster • Als > 20 Mzon: zwart gat Neutronenster: 1.4 Mzon en 10 km straal Zwart gat: > 3 Mzon en horizon ~10 km.

23. Twee belangrijke kenmerken: • Hoe zwaarder de ster, hoe sneller de evolutie • Alle sterren zwellen op in hun leven In een dubbelster leidt tot onherroepelijk tot massa-overdracht.

24. Roche potentiaal • In een dubbelster is een gelimiteerde ‘ruimte’ voor beide sterren: de Roche potentiaal.

25. Detached Semi-detached ⇩ Massa-overdracht

26. Extreme dubbelsterren als… • Ontvangende object een compact object is (witte dwerg, neutronen ster, zwart gat)

27. Extreme binaries: sinds ’60. • Pas bij lancering satellieten kon de röntgenstraling uit de ruimte worden gedetecteerd.

28. De allereerste X-ray bron

29. Sco X-1 Ricardo Giaconni Nobelprijs 2002

31. Dubbelsterevolutie

32. In High-mass X-ray b.: pulsars

34. Low-Mass X-ray binaries: bursts ANS

36. X-ray Bursts • Thermonucleaire reacties op het oppervlakte van een neutronenster. • Ontvangen waterstof wordt omgezet naar zwaardere elementen.

37. X-ray Burst Simulatie

38. Milliseconde X-ray pulsars Pas in 1998 de eerste milli-seconde Röntgen pulsar gevonden: SAX 1808-36.5: rotatiefrequentie is 400 Hz.

39. Echt extreme dubbelsterren • Als beide objecten een compact object zijn! • Dubbele neutronensterren • Dubbele witte dwergen • Neutronenster-witte dwerg sterren

40. Dubbele neutronensterren • Vaak ontdekt als 1 van de twee een radiopulsar is. • Bekendste voorbeeld: de Hulse-Taylor pulsar.

41. Gravitatiestraling • Door de versnelling van massa wordt de ruimte-tijd vervormd. • Einsteins Algemene Relativiteitstheorie: gravitatiestraling. • Gevolg: de baanperiode van een dubbele neutronenster moet korter worden.

45. Verkorten van de baanperiode PSR 1913+16 Hulse Taylor Pulsar,

46. PSR 0737-0939

47. PSR 0737-0939: final fate

48. Sterke zwaartekrachtstraling Zwaartekracht veroorzaakt buiging van licht in het heelal.

49. => Electromag. straling => => Gravitatie straling =>

50. Laser Interferometry Space Antenna