Waarneembare bronnen van zwaartekrachtsgolven geïdentificeerd

Extreem compacte dubbelsterren, waarin de uitgebrande kernen van twee sterren in minder dan een half uur om elkaar heen draaien, zijn sterkere bronnen van zwaartekrachtsgolven dan eerder werd verondersteld. Dat blijkt uit onderzoek naar dit soort zeldzame, dubbele witte dwergen door sterrenkundige Gijs Roelofs, die hierop op 16 april promoveert aan de Radboud Universiteit Nijmegen.

Er zijn nu twintig dubbele, massaoverdragende witte dwergen bekend. Roelofs ontdekte nummer 11 en nummer 16. Omdat dergelijke objecten nogal zwak zijn, heeft Roelofs de witte dwergen bestudeerd met behulp van de grootste telescopen ter wereld, onder andere ESO’s Very Large Telescope in Chili. Van vier dubbele witte dwergen is nu aangetoond dat ze helder genoeg zijn om gezien te worden door LISA, een satelliet die zwaartekrachtsgolven direct kan meten. De Laser Interferometer Space Antenna (LISA) moet midden volgend decennium gelanceerd worden door de ruimtevaartorganisaties ESA en NASA.

Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat twee massa’s die om elkaar heen draaien, rimpelingen of golven in de ruimtetijd veroorzaken, vergelijkbaar met de golven op een wateroppervlak als je er een steentje ingooit. Wanneer een dergelijke zwaartekrachtsgolf langskomt, krimpt de ruimte om ons heen een klein beetje, om vervolgens weer uit te zetten. Voor enkele zeldzame dubbelsterren heeft Roelofs nu kunnen vaststellen dat ze de ruimte doen krimpen. "Dat is een zeer klein effect, maar groot genoeg om te meten met LISA”, zegt Roelofs.

Door een combinatie van waarnemingen met de Hubble Space Telescope en met telescopen op de grond zoals de VLT was het mogelijk om zowel de afstanden tot deze sterren als de massa ervan te bepalen. Die massa bleek groter te zijn dan gedacht, en dat betekent dat ze sterkere zwaartekrachtsgolven opwekken. "Het interessante is dat deze vier dubbelsterren de enige tot nu toe bekende objecten zijn die te zien zullen zijn met LISA. Ze vervullen daarom een belangrijke testfunctie. Als we eenmaal weten dat LISA werkt zoals beoogd, kunnen we ermee gaan zoeken naar samensmeltende zwarte gaten en dergelijke: objecten die we niet kunnen zien met lichtgolven, maar wél met zwaartekrachtsgolven”, aldus Roelofs.

De resultaten van het onderzoek, waaraan ook Amerikaanse en Britse astronomen hebben meegewerkt, verschijnen binnenkort in The Astrophysical Journal.

Bron: NOVA