Astronomen vinden kleinste ster tot nu toe

[Rhiannon]

LONDEN - Astronomen hebben de kleinste ster tot dusver ontdekt. Het object is in omtrek slechts 16 procent groter dan Jupiter, de grootste planeet in ons zonnestelsel,  aar is wel 96 keer zo zwaar. Dat berichtten Science Daily op hun website en wetenschappers aan de Univeristeit van Cambridge in een  gepubliceerde studie in Astronomy & Astrophysics.
 
Sterrenkundigen van het European Southern Observatory vonden de ster bij toeval tijdens onderzoek naar planeten die zich buiten ons zonnestelsel bevinden. De ster staat op ongeveer zeshonderd lichtjaar afstand van de aarde en vormt een stelsel met een andere, grotere ster. Zij ontdekten een object dat iedere week voor de ster OGLE-TR-122 langs trekt, en daarbij de hoeveelheid licht die de aarde bereikt met 1,5 procent vermindert.

Aan de hand van de verduistering konden de wetenschappers de precieze omvang van het hemellichaam berekenen. Zwitserse astronomen bepaalden vervolgens de massa met behulp van de Very Large Telescope (VLT) in Chili. Ze bestudeerden daarvoor het spectrum van de grotere ster, dat wordt beïnvloed door de zwaartekracht van het kleinere object.
 
Uit hun waarnemingen bleek dat de dichtheid van de kleine ster, die de naam OGLE-TR-122B heeft gekregen, vijftig keer zo groot is als die van onze zon, die in omvang vele malen groter is. Daardoor is de druk in de kern van de ster toch groot genoeg om kernfusie op te wekken, het proces dat sterren laat stralen.

Volgens wetenschappers is de vondst bijzonder omdat hiermee is aangetoond dat ook zeer kleine objecten in staat zijn tot kernfusie. Ook zeggen zij dat de ontdekking duidelijk maakt hoe moeilijk het kan zijn onderscheid te maken tussen sterren en planeten. De ster schijnt namelijk wel, maar niet erg helder, en zou zonder aanvullend onderzoek gemakkelijk voor een planeet kunnen worden aangezien.
 
De gebruikte techniek wordt normaal gesproken gebruikt om planeten te vinden en niet voor sterren. Een groep astronomen van de Universiteit van Luik ontdekten op die manier zeven planeten waar mogelijk kans op leven is. De ster waar die planeten rond draaien is al klein, maar deze zou maar ongeveer half zo groot zijn. Dat is tien keer zo groot als de aarde, en iets groter dan Jupiter.
 
Edit:
Link artikel in Astronomy & Astrophysics: https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa31107-17.pdf
Link artikel in Science Daily: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170711220046.htm
Link naar Earthsky: http://earthsky.org/space/discovery-smallest-star-eblm-j0555-57ab
Link naar Iflscience: http://www.iflscience.com/space/scientists-discover-smallest-known-star/
Link naar Cnet: https://www.cnet.com/news/smallest-star-eblm-j0555-57ab-space-alien-life-cambridge-trappist-1/
Het artikel in New Scientist kan ik ook niet meer vinden.

[Beresteyn]

Klein detail, maar de OGLE-TR-122b was de kleinste ster voordat deze nieuwe werd gevonden.¹ De nieuwe ster heet EBLM J0555-57Ab en schoof voor de EBLM J0555-57A.^2,3

[Rhiannon]

Dank voor de aanvulling Jeronimo. Ik had de gegevens van New Scientist. Daar is dus duidelijk een foutje gemaakt door de journalist.

[Michel Uphoff]

Astronomen hebben de kleinste ster tot dusver ontdekt. Het object is in omtrek slechts 16 procent groter dan Jupiter.

 
De omtrek is 16% kleiner dan die van Jupiter, en het is de kleinste nog (net) waterstof fuserende ster die gevonden is, een van de miriaden rode dwergsterren. 
 
Witte dwergen (oude sterren die geen fusieactiviteit meer kennen) zijn nog veel kleiner en hebben afmetingen te vergelijken met die van de Aarde of nog kleiner, maar met een massa vergelijkbaar met die van de Zon. Ondanks dat er geen fusieproces meer in de kern van deze sterren is, duurt het vele miljarden jaren voor ze afgekoeld zijn, wat in theorie de (onwaarschijnlijke) mogelijkheid openlaat dat er rotsachtige planeten met gunstige temperaturen omheen draaien. En dan zijn er natuurlijk nog neutronensterren (ook niet meer fuserend) die met 10(!) km diameter nog heel veel kleiner zijn.
 
Jammer dat de link naar New Scientist niet werkt, het lijkt er zo op dat er een verslaggever bezig is die sensatie boven feiten en nauwkeurigheid laat gaan.
 
Wetenschappelijk paper:

A Saturn-size low-mass star at the hydrogen-burning limit

(700.9 KiB) 280 keer gedownload

[Bladerunner]

"Witte dwergen (oude sterren die geen fusieactiviteit meer kennen) zijn nog veel kleiner"
 
Ik heb niet alle links bekeken maar ik vermoed dat er in elk artikel staat "kleinste ster". (Het wordt vaak van elkaar overgenomen). Wat feitelijk dus niet waar is want witte dwergen zijn inderdaad een stuk kleiner dan deze ster. Beter zou zijn geweest (als je pretendeert een wetenschapsite te zijn) om te praten over de helderheid en/of temperatuur (en dan in K en niet in C of F!) want dat is de gebruikelijke omschrijving volgens het HR diagram dat sterren rangschikt volgens hun belangrijkste twee eigenschappen: helderheid en temperatuur.

[Benm]

Zou het correct zijn de spreken van de 'lichtste' (in de zin van massa) ster?

[Bladerunner]

De massa van een ster is gerelateerd aan de helderheid. Sterren met een grote massa zijn automatisch helderder dan een ster met een kleine massa. Dus heb je het over een 'zwakke' ster in termen van straling dan heb je het automatisch over een 'lichte' ster in termen van massa.
Men noemt dit de mass-luminosity relation.
Er zijn echter uitzonderingen: witte dwerg sterren hebben juist een grotere massa naarmate de helderheid minder is en ook hun diameter is omgekeerd evenredig. Dit komt omdat de materie van een witte dwerg gedegenereerd is. (elektronen zijn dan in hun laagste kwantum energie) en wordt de massa van een witte dwerg groter dan 1,4 zon massa's dan is het feitelijk een neutronen ster.
 
Dus als je de helderheid weet, weet je ook (soms bij benadering) de massa. Dus door in het HR diagram de helderheid van een ster uit te zetten tegen zijn temperatuur kun je al heel veel andere zaken berekenen. Naast de massa de radius b.v. en daaruit dan weer (b.v.) de gemiddelde dichtheid. De relatie radius - helderheid/temperatuur is als volgt: <i>Luminosity = Radius² x Temperature⁴</i>

[Benm]

Vandaar het idee te spreken over de lichtste ster, die uitzonderingen zijn kleiner maar hebben een dusdanig hoge dichtheid waardoor ze zwaarder zijn. 
 
Het hangt natuurlijk ook nog af van wat je precies definieert als een 'ster'. Formeel is het min of meer 'een bol plasma die door de eigen zwaartekracht bij elkaar gehouden wordt' of iets in die geest, maarja, een neutronenster bestaat dan weer niet  uit plasma. Anderzijds kun je ook een geioniseerde nevel hebben door andere oorzaak dan interne fusie, dus dat gaat nog wat worden qua wetenschappelijk nieuws  ;)

[Bladerunner]

In de oorspronkelijke nieuwsberichten sprak men niet over de lichtste, maar de kleinste. Dus refereerde men aan de afmeting en dan klopt het dus niet want deze ster was dus niet de kleinste ooit. Wel de lichtste en de zwakste maar niet de kleinste.
 
Zodra een object warmte en licht uitstraalt en de bron daarvan kernfusie blijkt te zijn mag je van een ster spreken. Jupiter b.v. lijkt qua samenstelling (90% waterstof) op een mislukte ster. En hoewel witte dwergen en neutronensterren geen fusie meer hebben noemen we ze nog wel sterren gezien het feit dat deze objecten eigenlijk de overgebleven kernen van een eens grotere ster zijn.
 
Als een samentrekkende gaswolk op een gegeven moment warmte uit gaat stralen (en voornamelijk IR licht) dan is die warmtebron het gevolg van de contractie waardoor de temperatuur stijgt. Hebben we uiteindelijk een bolvorm verkregen dan spreken we van een protoster. En wordt deze temperatuur (en druk) uiteindelijk hoger dan ± 6 miljoen graden (doordat de massa en dus gravitatiekracht groot genoeg zijn) dan treed er fusie op en begint de ster zijn leven. Blijft het er ruim onder dan verkrijg je een object zoals Jupiter of is het zwaarder een bruine dwerg wat tussen een planeet en ster in zit.
 
Geïoniseerde nevels worden overigens verhit door het licht van een 'nabij' gelegen ster, meestal een ster die zelf vrij heet is en veel UV licht uitstraalt.

[Benm]

Dat laatste bedoel ik met een lastige definitie van een ster: het is een wolk plasma, het straalt, blijft onder eigen zwaartekracht bij elkaar. Dat het geioniseerd is/blijft door bijvoorbeeld sterk UV licht van een nabijgelegen ster doet aan die observaties niets af. 
 
Zo'n bruine dwerg is evengoed lastig: het straalt wel, maar bestaat het grotendeels uit plasma, of slechts een klein deel? Jupiter is er wat klein voor, maar als het 10x zo groot is en er incidenteel een paar deuterium/lithium/tritium etc atomen fuseren in de kern, noem je het dan een ster?

[Bladerunner]

Een bruine dwerg is een grijs gebied. Te groot om het een planeet te kunnen noemen en te klein voor een ster.
Wat dat betreft is het net als met Pluto. Volgens de oude criteria was het een planeet en nu is het een dwerg planeet.
 
Maar een ster heeft naast het feit dat er fusie in plaatsvindt nog een eigenschap: De naar buiten gerichte stralingsdruk is in evenwicht met de naar binnen gerichte zwaartekracht. Dus de dichtheid en temperatuur in de kern is zo goed als constant gedurende miljoenen of miljarden jaren en daarmee ook de fusie. Stel dat er nu in een object dat 10 maal zwaarder is dan Jupiter zo nu en dan fusie plaatsvindt. Door de stralingsdruk gaat het object uitzetten omdat de zwaartekracht te gering is. Daardoor daalt de temperatuur en druk in de kern (en stopt de fusie) en krijgt de zwaartekracht weer de overhand en krimpt het object.
Dit proces kan zich herhalen maar daardoor voldoet het object niet aan de definitie van een ster want er is geen evenwicht en de straling is niet constant. Het object zit dan op de grens van een bruine dwerg en een echte ster.
 
Het is overigens zo dat je ongeveer 80 maal de massa van Jupiter moet hebben wil er een ster uit voort komen. Alles wat er ruim onder zit wordt een bruine dwerg genoemd of een grote gasplaneet.

[Michel Uphoff]

Zodra een object warmte en licht uitstraalt en de bron daarvan kernfusie blijkt te zijn mag je van een ster spreken.

 
Hoewel er geen officiële IAU definitie van een ster bestaat, lijkt deze mij niet te voldoen. Volgens deze definitie zijn de meeste witte dwergen geen ster, terwijl de kleinsten onder hun dat juist weer wel zouden kunnen zijn.
 
Ik doel hier op de zogenoemde ELM WDs, extremely low mass white dwarfs (< 0.2 massa Zon). Deze sterren hebben een waterstofomhulsel waarin vaak schoksgewijze fusie plaats vindt.
 
Dus witte dwergen hun sterrenstatus ontnemen gaat zo maar niet. Naarmate we steeds meer vreemde creaturen in het heelal ontdekken, wordt het almaar lastiger te voldoen aan de menselijke drang alles in nette hokjes te stoppen.

[Bladerunner]

Je haalt het uit zijn context. Want ik zeg namelijk ook:
 
"En hoewel witte dwergen en neutronensterren geen fusie meer hebben noemen we ze nog wel sterren gezien het feit dat deze objecten eigenlijk de overgebleven kernen van een eens grotere ster zijn."
 
Wat ik dus bedoelde was gezien vanuit het ontstaan van een ster. Zodra een samentrekkende bol gas kernfusie opstart kun je van een ster spreken. Daarna blijft het natuurlijk een ster ook als kern fusie stopt.