28 augustus 2014

Messier Maandag – M30, een sterrencluster vol treuzelaars

M30 1

Welkom bij de nieuwste Messier Maandag, waarin we de 110 deep-sky objecten behandelen die gevat zijn in de beroemde Messier-catalogus van nevelachtige objecten! Deze Catalogus is oorspronkelijk opgesteld om verwarring met kometen te voorkomen, aangezien nevels, sterrenstelsels en sterrenclusters, gezien door de instrumenten van die tijd, gemakkelijk aangezien konden worden voor zwakke kometen.

M30 2 MM021213

Deze week bespreken we Messier 30, een bolvormige sterrenhoop in het zuidelijk halfrond die in deze tijd van het jaar nét zichtbaar is vanuit Nederland. Dit is hoe je ‘m kunt vinden. Bedenk wel dat onderstaande Stellarium-opnames die situatie beschrijven vanuit Portland, Oregon! Die stad ligt wat noordelijker dan Nederland, dus in ons kikkerlandje staan alle sterren een stukje hoger boven de horizon. Mijn antieke, nog op stoom lopende PC trekt Stellarium niet ;)

M30 3 locatie

De prominente ster Fomalhaut komt vanuit Nederland nooit hoog boven de horizon, maar zou in deze tijd van het jaar zichtbaar moeten zijn vlak na zonsondergang, laag in het zuiden. Als je vanaf Fomalhaut wat verder naar het westen kijkt, en ook wat hoger boven de horizon, dan vind je een collectie van relatief heldere sterren in het sterrenbeeld Steenbok. De maan gooit wel roet in het eten, dus wellicht dat je een week wilt wachten.

M30 4 locatie

Een stukje onder deze lijn met heldere sterren van de Steenbok, en een beetje richting Fomalhaut, vind je een oeroude bolvormige sterrenhoop, namelijk Messier 30. De oudste sterren uit deze sterrencluster zijn 12,93 miljard jaar oud, oftewel 94% de leeftijd van het universum!

Gezien door een kleine telescoop of een grote verrekijker is M30 duidelijk een compact en met sterren gevuld object.

M30 5

Je kan de schaal van dit object eigenlijk pas inschatten als je gebruik maakt van betere apparatuur, zoals een bescheiden 6” telescoop met een uitstekende camera,

M30 6

of een grote 12,5” telescoop met een simpele camera.

M30 7

Gezien door dergelijke apparatuur is goed zichtbaar dat deze cluster een gigantisch dichte kern heeft, evenals een atypische populatie van ongebruikelijk heldere, blauwe sterren. Messier 30 staat op een afstand van 30.000 lichtjaar en heeft een massa van zo’n 160.000 zonnen. De diameter van de sterrencluster bedraagt slechts 93 lichtjaar, hetgeen betekent dat belachelijk veel sterren zijn samengepakt in een bijzonder klein volume. Messier 30 wordt bevolkt door een flink aantal blauwe sterren, waarvan de meeste in het centrum staan.

M30 8 hubble

Zoals je misschien wel weet, zou dat helemaal niet het geval moeten zijn bij een object dat 13 miljard jaar oud is.

Waarom niet? Wel, sterren komen in een verscheidenheid aan kleuren, magnitudes en groottes. Als een sterrencluster geboren wordt (ongeacht of het gaat om een open sterrenhoop of een bolhoop zoals M30) dan ontstaan verschillende klassen van sterren, van de zwaarste en heetste sterren (blauwe O-sterren) tot de lichtste en koelste rode M-dwergen, zie onderstaande afbeelding. De verschillende typen kunnen onthouden worden met het ezelsbruggetje (van rechts naar links) Oh Be A Fine Girl Kiss Me.

M30 9 star types

De helderste sterren verbranden hun brandstof het snelst, waardoor ze de kortste levensduur hebben. Tegen de tijd dat de sterrencluster slechts een miljoen jaar oud is, zijn alle O- en B-sterren al verdwenen. Als er 13 miljard jaar verstreken zijn, zijn slechts de K- en M-sterren overgebleven.

De overgebleven sterren ondergaan, naarmate ze door hun brandstof raken, een aantal goedbegrepen processen. Als we de kleur en helderheid van alle sterren in de cluster meten en deze een plaats geven in een grafiek, dan kunnen we aan de vorm van de grafiek afleiden hoe oud de cluster is.

M30 10 HRdiagram M30

Door de “omslagtemperatuur” te meten, kunnen we de leeftijd van de cluster bepalen. Vandaar dat we weten dat Messier 30 zo oud is. Helaas vormt dat geen verklaring voor de blauwe sterren in de cluster!

Sterker nog, deze blauwe sterren verstoren het Hertzsprung-Russell diagram, aangezien ze bestaan op een plaats waar ze (volgens het standaardbeeld dat ik zojuist geschetst heb) helemaal niet horen te bestaan! Toch zijn ze er…

M30 11 HR voorbeeld

Okee, wat is hier aan de hand? Er zijn duidelijk heldere, blauwe steren aanwezig is dit soort clusters, de zogenaamde Blauwe Treuzelaars of Blauwe Achterblijvers. Een close-up van bovenstaande Hubble-opname laat dat zonder twijfel zien.

M30 12 Hubble closeup out

Dit effect wordt veel sterker in de kern. Als je onderstaande opname bekijkt zie je misschien niet dat het blauwer is, maar wél dat het minder geel is!

M30 13 Hubble closeup core

Wat gebeurt hier in vredesnaam? Hoewel een flits van stergeboortes hier in theorie verantwoordelijk zou kunnen zijn, heeft de kern van M30 een gigantisch hoge dichtheid van 30.000 zonnemassa’s per kubieke lichtjaar! Dat betekent dat de cluster een core collapse heeft meegemaakt, een gravitatie-effect waarbij het centrum van de cluster ongelooflijk dicht is geworden.

Als dat gebeurd is, dan zorgen twee processen ervoor dat deze oude sterren met een lage massa veranderen in heldere, kortlevende blauwe sterren!

M30 14 blue straggler formation

Twee kleine sterren kunnen samensmelten tot een zwaarder, blauwe en heter exemplaar. Het is ook mogelijk dat één van de componenten van een dubbelster materie steelt van z’n begeleider. Hoewel samensmeltingen dominant zijn, vinden beide processen gegarandeerd plaats. Nu weet je hoe het mogelijk is dat een cluster van 13 miljard jaar oud een flink aantal blauwe treuzelaars bevat, oeroude sterren die na een kuurtje van plastische chirurgie weer een jong uiterlijk hebben gekregen.

Oh, neem vooral een kijkje in de kern van M30, je zal er geen spijt van krijgen ;)

Nou, dit was de Messier Maandag weer voor deze week. Neem gerust een kijkje in ons archief!

Inclusief die van vandaag, hebben we nu 22 van de 110 Messier-objecten besproken (op chronologische volgorde):

- M1, de Krabnevel (25 februari 2013)
- M8, de Lagunenevel (4 maart 2013)
- M13, de Grote Bolhoop van Hercules (11 maart 2013)
- M15, een oeroude bolhoop (25 maart 2013)
- M65, de eerste Messier-supernova van 2013 (1 april 2013)
- M33, de Driehoeksnevel (8 april 2013)
- M45, de Pleiaden (15 april 2013)
- M51, de Draaikolknevel (22 april 2013)
- M52, open cluster naast de Zeepbel (29 april 2013)
- M38, de kosmische Pi-cluster (20 mei 2013)
- M104, het Sombrerostelsel (17 juni 2013)
- M86, het meest blauwverschoven sterrenstelsel (24 juni 2013)
- M21, een piepjonge sterrencluster (1 juli 2013)
- M57, de Ringnevel (8 juli 2013)
- M108, de kosmische scherf in de Steelpan (29 juli 2013)
- M71, een cluster vol raadsels (12 augustus 2013)
- M94, een dubbelgeringd mysterie (26 augustus 2013)
- M11, de Wilde Eendcluster (16 september 2013)
- M31, de Andromedanevel (7 oktober 2013)
- M109, het verstgelegen object uit de Catalogus (14 oktober 2013)
- M101, het Windmolenstelsel (11 november 2013)
- M30, een sterrencluster vol treuzelaars (2 december 2013)

Messier Maandag – in samenwerking met Starts With A Bang.

Share

Laat wat van je horen

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *

%d bloggers op de volgende wijze: