De Dubbele dans der Sterren

1
De Dubbele dans der Sterren
Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud
Universiteit Nijmegen pgroot_at_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!!!
3
(No Transcript)
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
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
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
De opbouw van de Zon
19
Kernfusies in het centrum
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22
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

23
Maar als M gt 8 Mzon

• Dan volgt er een supernova explosie aan het einde
  van het leven van een ster.

24
(No Transcript)
25
(No Transcript)
26
Eindproducten van sterren

• Als ster aan het begin van zijn leven lt 8 Mzon
  witte dwerg
• Als 8 Mzon lt M lt 20 Mzon neutronenster
• Als gt 20 Mzon zwart gat
• Neutronenster 1.4 Mzon en 10 km straal
• Zwart gat gt 3 Mzon en horizon 10 km.

27
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.

28
Roche potentiaal

• In een dubbelster is een gelimiteerde ruimte
  voor beide sterren de Roche potentiaal.

29
Detached
Semi-detached ? Massa-overdracht
30
Extreme dubbelsterren als

• Ontvangende object een compact object is (witte
  dwerg, neutronen ster, zwart gat)

31
Extreme binaries sinds 60.

• Pas bij lancering satellieten kon de
  röntgenstraling uit de ruimte worden
  gedetecteerd.

32
De allereerste X-ray bron
33
Sco X-1
Ricardo Giaconni Nobelprijs 2002
34
(No Transcript)
35
Dubbelsterevolutie
36
In High-mass X-ray b. pulsars
37
(No Transcript)
38
Low-Mass X-ray binaries bursts
ANS
39
(No Transcript)
40
X-ray Bursts

• Thermonucleaire reacties op het oppervlakte van
  een neutronenster.
• Ontvangen waterstof wordt omgezet naar zwaardere
  elementen.

41
X-ray Burst Simulatie
42
Milliseconde X-ray pulsars
Pas in 1998 de eerste milli-seconde Röntgen
pulsar gevonden SAX 1808-36.5
rotatiefrequentie is 400 Hz.
43
Echt extreme dubbelsterren

• Als beide objecten een compact object zijn!
• Dubbele neutronensterren
• Dubbele witte dwergen
• Neutronenster-witte dwerg sterren

44
Dubbele neutronensterren

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

45
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.

46
(No Transcript)
47
(No Transcript)
48
(No Transcript)
49
Verkorten van de baanperiode
PSR 191316 Hulse Taylor Pulsar,
50
PSR 0737-0939
51
PSR 0737-0939 final fate
52
Sterke zwaartekrachtstraling
Zwaartekracht veroorzaakt buiging van licht in
het heelal.
53
gt Electromag. straling gt
gt Gravitatie straling gt
54
Laser Interferometry Space Antenna
55
LISA Bronnen

• De beste bronnen voor LISA dubbele witte dwergen
• Als ze massa-overdragen AM CVn systemen

56
AM CVn systemen
57
AM CVn systemen

• Een baanperiode zo kort als 5.5 minuten
• Een grootte vergelijkbaar met het Aarde Maan
  systeem
• Een primary massa van 0.6 Mzon
• De meest extreme dubbelsterren!

58
AM CVn systemen
h relatieve verplaatsing van testmassas