Astronomen hebben vier voorheen verborgen witte dwergen direct bevestigd in nabije binaire systemen. Elk systeem bevindt zich binnen 65 lichtjaar van de aarde, en één bevat de negende dichtstbijzijnde bekende witte dwerg bij de zon.
De ontdekkingen werden gedaan door onderzoekers van de Universiteit van Warwick en de Universiteit van Colorado Boulder. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Elke witte dwerg draait om een rode dwergster. Omdat de rode dwergen groter en helderder lijken, zagen de systemen eruit alsof ze slechts één ster bevatten wanneer bekeken in zichtbaar licht. De nieuwe waarnemingen onthulden dat alle vier nabije rode dwergen witte dwerggezellen verborgen hielden.
Eerste auteur, Dr. Mairi O'Brien, Research Fellow aan de Universiteit van Warwick, zei: 'Nabije geïsoleerde witte dwergen zijn meestal gemakkelijk te vinden, maar we konden deze vier sterren niet direct zien in zichtbare golflengten omdat hun rode dwerggezellen hun licht overschaduwden. Het is een herinnering dat we zelfs in onze eigen kosmische achtertuin nog verrassingen kunnen vinden als we op de juiste manier kijken, op de juiste golflengten.'
Astronomen hebben tientallen jaren besteed aan het zorgvuldig catalogiseren van sterren nabij de zon, maar witte dwergen in systemen zoals deze blijven moeilijk te detecteren. De vier systemen trokken de aandacht omdat hun zichtbare sterren een uitgesproken radiale wiebel vertoonden. Deze beweging treedt op wanneer een ster lichtjes naar en van de aarde beweegt terwijl een onzichtbaar, massief object eraan trekt terwijl het eromheen draait. De wiebel suggereerde dat elke rode dwerg een verborgen metgezel had.
De onderzoekers gebruikten ultraviolette spectrograafgegevens van de Hubble Ruimtetelescoop om de vier systemen in meer detail te onderzoeken. Witte dwergen zijn over het algemeen veel gemakkelijker te herkennen in ultraviolet licht. Rode dwergen kunnen echter krachtige fakkels produceren die het ultraviolette signaal van een witte dwerg nabootsen, waardoor bevestiging moeilijker wordt. Om de echte signalen te scheiden van de effecten van stellaire fakkels, ontwikkelde het team gespecialiseerde kalibratiemethoden. Deze analyse bevestigde officieel dat alle vier systemen witte dwergsterren bevatten.
Een van de systemen, G 203-47, was bijzonder raadselachtig. Hoewel het zich slechts 25 lichtjaar verwijderd bevindt, hadden astronomen 27 jaar nodig na de eerste detectie van zijn radiale wiebel om de verborgen witte dwerg te identificeren. Het object wordt nu erkend als de negende dichtstbijzijnde witte dwerg bij de zon.
G 203-47 gedraagt zich ook anders dan vergelijkbare binaire systemen. De rode dwerg doet er meer dan 100 dagen over om één rotatie te voltooien, hoewel hij elke 14,9 dagen om de witte dwerg draait. Onder normale omstandigheden zou de zwaartekrachtinteractie tussen twee dicht om elkaar heen draaiende sterren hun beweging synchroniseren door getijdenvergrendeling. De maan en de aarde zijn een bekend voorbeeld, omdat dezelfde kant van de maan voortdurend naar de aarde is gericht. In G 203-47 roteert de rode dwerg echter veel te langzaam om gesynchroniseerd te zijn met zijn baan.
Coauteur Dr. David Wilson, Research Associate aan de Universiteit van Colorado Boulder, zei: 'Wat fascinerend is, is dat G 203-47 niet zo langzaam zou moeten roteren als het op dezelfde manier was gevormd als vergelijkbare systemen. Dit suggereert dat deze binaries zeer verschillende evolutionaire geschiedenissen hebben gehad. Sommige ondergingen gewelddadige, langdurige interacties vroeg in hun bestaan die hen getijdenvergrendelden. Anderen, zoals G 203-47, maakten zachtere, kortere ontmoetingen mee die hen in deze ongebruikelijke toestand achterlieten.'
De ongebruikelijke rotatie van G 203-47 suggereert dat niet alle paren van witte dwerg en rode dwerg zich via hetzelfde proces ontwikkelden. Sommige systemen hebben mogelijk lange en intense interacties ondergaan vroeg in hun geschiedenis, waardoor de sterren getijdenvergrendeld raakten. Anderen hebben mogelijk korter en met minder kracht geïnterageerd, waardoor hun rotaties niet gesynchroniseerd bleven.
De vier ontdekkingen hebben astronomen ook in staat gesteld de census van witte dwergen binnen 20 parsec (65 lichtjaar) te herzien. Eerdere populatiemodellen voorspelden dat ongeveer 4 tot 5 dicht om elkaar heen draaiende witte dwergen