16 augustus 2017

Hoe groot kan een ster worden?

star sizes

We hebben je vorige week verteld hoe klein een ster precies kan zijn. Maar is er ook een bovengrens? Het antwoord luidt: jazeker! De eerste persoon die hierover heeft nagedacht is Arthur Eddington. In 1916 liet hij zien dat er een bovenlimiet moet zijn voor de massa van een ster. Het basisidee luidt dat de atmosfeer van een ster wordt aangetrokken door de zwaartekracht van de ster. Tegelijkertijd zorgt thermische druk vanuit het inwendig ervoor dat de atmosfeer wordt weggeduwd. Als deze twee krachten precies in evenwicht zijn, dan is de ster stabiel.

Bij druk denken we meestal aan gassen en dergelijke, maar ook licht kan druk uitoefenen op een materiaal! Hier op aarde is deze kracht verwaarloosbaar en zelfs op de zon is de invloed van het licht op de buitenlagen van de ster erg klein. Maar stel dat onze moederster een stuk helderder zou zijn, dan zou de druk die wordt uitgeoefend door het licht ook sterker zijn. Eddington had ontdekt dat er een limiet bestaat (de Eddington-limiet) waarop de invloed van de lichtdruk op de atmosfeer van de ster groter wordt dan de zwaartekracht. Zodra de ster nog helderder wordt, dan worden de buitenlagen afgestoten en verliest de ster dus massa.

Later kwam Eddington erachter dat er een direct verband bestaat tussen de massa van een ster en z’n helderheid. Dat betekent dat er een maximale massa zou moeten bestaan voor sterren – voorbij deze massa zal een ster z’n buitenlagen gaan afstoten en dus weer in massa afnemen. Volgens Eddington zou deze maximale massa zo’n 65 zonnemassa’s moeten bedragen. Deze limiet is later, als gevolg van meer gedetailleerde berekeningen, opgeschroefd naar 150 zonnemassa’s. En inderdaad: in de opvolgende decennia is geen enkele ster gevonden die meer dan 150 zonnen weegt.

Toch heeft recent onderzoek vraagtekens gezet bij deze limiet. Berekeningen hebben uitgewezen dat het mogelijk is om een stabiele ster te hebben die boven de Eddingtonlimiet zit! Bovendien heeft onderzoek naar hypernovae uitgewezen dat deze explosies afkomstig zijn van sterren met een massa van 180 tot 250 zonnen! Alsof dat nog niet genoeg is, hebben sterrenkundigen ook een ster ontdekt die door het leven gaat als R136a1 – deze heeft een geschatte massa van 270 zonnen!

Het lijkt er dus op dat de Eddington-limiet een richtlijn is en geen natuurwet. Sommige sterren weten deze limiet schijnbaar te omzeilen!

Bron:

Reacties

  1. Michel Beekveld zegt:

    Nouhou Olaf…
    Even een Wiki gedaan omdat ik te lui ben om te typen:

    http://en.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar_limit

    Laatste twee paragrafen van het kopje “History”:

    Eddington’s proposed solution to the perceived problem was to modify relativistic mechanics so as to make the law P=K1ρ5/3 universally applicable, even for large ρ.[24] Although Bohr, Fowler, Pauli, and other physicists agreed with Chandrasekhar’s analysis, at the time, owing to Eddington’s status, they were unwilling to publicly support Chandrasekhar.[25], pp. 110–111 Through the rest of his life, Eddington held to his position in his writings,[26][27][28][29][30] including his work on his fundamental theory.[31] The drama associated with this disagreement is one of the main themes of Empire of the Stars, Arthur I. Miller’s biography of Chandrasekhar.[25] In Miller’s view:

    Chandra’s discovery might well have transformed and accelerated developments in both physics and astrophysics in the 1930s. Instead, Eddington’s heavy-handed intervention lent weighty support to the conservative community astrophysicists, who steadfastly refused even to consider the idea that stars might collapse to nothing. As a result, Chandra’s work was almost forgotten.

    Mies.

  2. Michel Beekveld zegt:

    Dan heb ik het verkeerd begrepen.

    Excuus.

    Mies.

Laat wat van je horen

*