Astronomen hebben de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO's VLT) gericht op een dode ster genaamd RXJ0528+2838 en iets gevonden dat er eigenlijk niet zou mogen zijn: een schokgolf. Niet zomaar een schokgolf, maar een die volgens de huidige natuurkunde dit specifieke stellaire overblijfsel onmogelijk zou moeten kunnen produceren.

De ontdekking, gepubliceerd in Nature Astronomy, is het astronomische equivalent van ontdekken dat je stille buurman die nooit het huis verlaat, toch een rave blijkt te hosten. "We vonden iets dat nooit eerder is gezien en, belangrijker nog, volledig onverwacht was," zei Simone Scaringi, universitair hoofddocent aan de Durham University, VK, en mede-hoofdauteur van de studie.

"Onze waarnemingen onthullen een krachtige uitstroom die, volgens ons huidige begrip, er niet zou moeten zijn," voegde Krystian Ilkiewicz toe, postdoctoraal onderzoeker aan het Nicolaus Copernicus Astronomisch Centrum in Warschau, Polen, en mede-hoofdonderzoeker van de studie.

Een "uitstroom" is, voor degenen onder ons die niet hun dagen slijten met het staren naar stervende sterren, materiaal dat uit een object in de ruimte wordt gestoten. RXJ0528+2838 bevindt zich op ongeveer 730 lichtjaar van de aarde en draait, net als de zon en andere sterren, rond het centrum van de Melkweg. Terwijl het door de ruimte beweegt, komt het gas tussen de sterren tegen, waardoor een boegschok ontstaat - in wezen een gebogen boog van materiaal, vergelijkbaar met de golf die zich voor een schip opbouwt.

Hier is het probleem: boegschokken worden typisch geproduceerd wanneer materiaal dat van een ster wegstroomt, tegen zijn omgeving botst. Maar in het geval van RXJ0528+2838 kunnen astronomen geen enkel bekend proces identificeren dat volledig verklaart wat ze hebben waargenomen.

RXJ0528+2838 is een witte dwerg - de overgebleven kern van een stervende ster met lage massa - die wordt omcirkeld door een zonachtige begeleider. In zulke dubbelstersystemen kan materiaal van de begeleider naar de witte dwerg worden getrokken, vaak een schijf vormend die de dode ster voedt, terwijl een deel van de materie met krachtige uitstromen terug de ruimte in wordt geslingerd. RXJ0528+2838 vertoont echter geen bewijs van zo'n schijf, waardoor astronomen de gebruikelijke verklaring voor de uitstroom en de omringende nevel missen.

"De verrassing dat een zogenaamd rustig, schijfloos systeem zo'n spectaculaire nevel kan aandrijven, was een van die zeldzame 'wow'-momenten," zei Scaringi.

De structuur werd voor het eerst opgemerkt in beelden genomen met de Isaac Newton Telescope in Spanje, en het vreemde uiterlijk zette onderzoekers ertoe aan om nader onderzoek te doen met het MUSE-instrument op ESO's VLT. "Waarnemingen met het ESO MUSE-instrument stelden ons in staat de boegschok in detail in kaart te brengen en de samenstelling ervan te analyseren," legde Ilkiewicz uit. "Dit was cruciaal om te bevestigen dat de structuur echt afkomstig is van het dubbelstersysteem en niet van een ongerelateerde nevel of interstellaire wolk."

De grootte en vorm van de boegschok suggereren dat RXJ0528+2838 al minstens 1000 jaar een krachtige uitstroom produceert. Dat creëert nog een probleem: wetenschappers weten nog niet hoe een dode ster zonder schijf zo'n uitstroom zo lang kan volhouden, hoewel het magnetische veld van het systeem een belangrijke aanwijzing kan vormen.

Van RXJ0528+2838 is bekend dat het een sterk magnetisch veld bezit, iets wat de MUSE-waarnemingen bevestigden. In plaats van toe te staan dat materiaal van de begeleidende ster zich in een schijf nestelt, lijkt het magnetische veld die materie rechtstreeks naar de witte dwerg te leiden.

"Onze bevinding toont aan dat zelfs zonder schijf deze systemen krachtige uitstromen kunnen aandrijven, wat een mechanisme onthult dat we nog niet begrijpen," zei Ilkiewicz. "Deze ontdekking daagt het standaardbeeld uit van hoe materie beweegt en interacteert in deze extreme dubbelstersystemen."

Onderzoekers vermoeden dat het magnetische veld verband kan houden met een verborgen energiebron - die Scaringi omschrijft als een "mysteriemotor" - maar de verklaring blijft onvolledig. Volgens waarnemingen zou het huidige magnetische veld van de witte dwerg een boegschok slechts een paar honderd jaar kunnen ondersteunen, toch lijkt de structuur minstens 1000 jaar te hebben bestaan. Dus het magnetische veld alleen kan het volledige fenomeen nog niet verklaren.

Astronomen zullen