Wetenschappers die optreden als ‘stellaire archeologen’ hebben bewijs gevonden van versteend magnetisme in witte dwergen – de dichte, afkoelende overblijfselen van dode sterren. Deze ontdekking vormt een cruciale schakel in het begrip van hoe sterren evolueren, vooral tijdens de overgang van massieve ‘rode reuzen’ naar compacte witte dwergen.
Dit onderzoek is meer dan alleen academische nieuwsgierigheid; het biedt een routekaart voor het voorspellen van het uiteindelijke lot van onze eigen zon.
De evolutionaire brug: van rode reuzen tot witte dwergen
Om deze ontdekking te begrijpen, moet je kijken naar de levenscyclus van een ster die qua massa vergelijkbaar is met onze zon. Het proces volgt een voorspelbare, zij het dramatische, volgorde:
- De Rode Reuzenfase: Over ongeveer 5 miljard jaar zal de zon zijn waterstofkern uitputten. Zonder de uitwendige druk van kernfusie om de zwaartekracht tegen te gaan, zal de kern instorten, waardoor de buitenste lagen tot wel 100 keer hun huidige omvang naar buiten zullen uitzetten. Tijdens deze fase zal de zon een rode reus worden, die mogelijk de aarde en de andere binnenste rotsachtige planeten zal overspoelen.
- De witte dwergfase: Na ongeveer een miljard jaar als rode reus zal de ster zijn buitenste lagen de ruimte in werpen, waardoor een nevel ontstaat. Wat overblijft is de blootliggende, smeulende kern: een witte dwerg.
Jarenlang hebben astronomen een discrepantie opgemerkt: magnetische velden lijken diep in de kernen van rode reuzen te bestaan, maar worden toch waargenomen op de oppervlakken van witte dwergen.
De theorie van het “fossiele veld” herboren
Het onderzoeksteam, onder leiding van Lukas Einramhof van het Instituut voor Wetenschap en Technologie Oostenrijk (ISTA), stelt dat deze twee verschijnselen eigenlijk hetzelfde zijn. Ze testen het fossiele veldmodel, een theorie die suggereert dat magnetische velden die vroeg in het leven van een ster worden gevormd gedurende de gehele evolutie ervan blijven bestaan, en uiteindelijk aan het oppervlak ‘opduiken’ zodra de ster een witte dwerg wordt.
Met behulp van asteroseismologie – de studie van ‘sterbevingen’ of stellaire oscillaties – kon het team in het binnenste van deze sterren kijken. Hun bevindingen suggereren:
– Structurele verbinding: Een witte dwerg is in wezen de blootliggende kern van een voormalige rode reus. Daarom is het magnetisme dat je op het oppervlak van een witte dwerg ziet waarschijnlijk hetzelfde magnetisme dat ooit verborgen was in de kern van de rode reus.
– Veldgeometrie: In plaats van geconcentreerd te zijn op één enkel punt, evolueert het magnetische veld naar een gesegmenteerde structuur, vergelijkbaar met het patroon op een basketbal, met een sterkere intensiteit nabij het oppervlak dan in de kern.
– Schaal van magnetisme: Om deze theorie te laten gelden, moet het magnetische veld een groot deel van de kern van de ster beslaan, in plaats van een lokaal fenomeen te zijn.
Waarom dit belangrijk is voor onze zon
Hoewel we andere sterren zeer gedetailleerd kunnen waarnemen, blijft onze eigen zon in het centrum een mysterie. Momenteel gaan zonnemodellen ervan uit dat de kern van de zon niet magnetisch is, maar dit is eerder een aanname dan een bewezen feit.
“Als het [magnetisch] blijkt te zijn, zou deze informatie alles wat we weten en alle modellen waarop we ons werk hebben gebaseerd veranderen”, zegt Einramhof.
De aanwezigheid van een sterk magnetisch veld in de kern van de zon zou ons begrip van de levensduur ervan fundamenteel kunnen veranderen. Als magnetische velden de verplaatsing van waterstof van de buitenste lagen naar de kern vergemakkelijken, zou de levensduur van de zon mogelijk langer kunnen zijn dan de huidige wetenschappelijke voorspellingen. Omgekeerd zou magnetisme tot een heel ander evolutionair pad kunnen leiden dan het pad dat we momenteel verwachten.
Conclusie
Door de magnetische kenmerken van rode reuzen te verbinden met die van witte dwergen, overbruggen wetenschappers een enorme kloof in de evolutietheorie van sterren. Dit ‘fossiele veld’-bewijs suggereert dat magnetisme een aanhoudende, structurele kracht in sterren is, die mogelijk ons begrip van de interne mechanica van de zon en het uiteindelijke einde ervan kan veranderen.
