12 december 2017

Massaverlies van sterren komt later op gang dan gedacht

47 tucanae banner

De bolhoop 47 Tucanae. Klik hier voor een supergedetailleerde versie van deze opname.

Astronomen hebben gebruik gemaakt van de Hubble-ruimtetelescoop om het migratiegedrag van witte dwergsterren in bolvormige sterrenhopen in kaart te brengen. De bevindingen blijken niet in overeenstemming te zijn met ons huidige begrip van het massaverlies van sterren aan het einde van hun leven.

Witte dwergen zijn de overblijfselen van zon-achtige sterren die hun kernreactor hebben uitgeschakeld en langzaam, aan het einde van hun actieve leven, een groot deel van hun massa zijn kwijtgeraakt. Naarmate dit soort stellaire kadavers verouderen en massa verliezen, zullen ze verstoten worden uit het dichtbevolkte centrum van bolhopen en naar een wijdere omloopbaan migreren. Hoewel dit proces al langer bekend is, is het nooit rechtstreeks waargenomen – tot nu toe. Astronomen hebben nu gebruik gemaakt van Hubble om de stellaire reis van 3000 witte dwergen in kaart te brengen.

Astronomen hebben het eindresultaat van dit proces wel vaker gezien: witte dwergen die op steeds grotere afstand van de kern van de bolhoop terecht zijn gekomen, netjes op massa gesorteerd. In het geval van de 3000 sterren uit het onderzoek, die allemaal behoren tot de dichte bolhoop 47 Tucanae, blijkt dit proces nog in volle gang te zijn.

De astronomen hebben namelijk de leeftijd van de witte dwergen geschat, door te kijken naar hun kleur. Het blijkt dat een groep sterren van zes miljoen jaar oud (eigenlijk: zes miljoen jaar nadat ze een witte dwerg zijn geworden) zojuist begonnen zijn met hun migratie naar de buitendelen van de bolhoop, terwijl een andere populatie van honderd miljoen jaar oud inmiddels gearriveerd zijn op hun definitieve locatie.

Het dichtbevolkte centrum van 47 Tucanae. De diameter van deze opname is slechts een paar lichtjaar (!)

Het dichtbevolkte centrum van 47 Tucanae. De diameter van deze opname is slechts een paar lichtjaar (!)

De witte dwergen zijn van oorsprong massieve, zon-achtige sterren geweest. Deze hebben hun brandstofvoorraad verbruikt, zijn uitgedijt tot een rode reus en vervolgens ingekrompen tot een witte dwerg. Bij dit proces zal de ster veel massa verliezen, waarna ze zullen migreren naar de buitenwijken – tot zover klopt alles. Wat echter als een verrassing kwam, is dat de jongste witte dwergen nog maar net begonnen zijn aan het reis! Dat zou kunnen betekenen dat de sterren een deel van hun massa in een veel later stadium van hun leven verloren hebben.

Zo’n 100 miljoen jaar voordat dit soort sterren witte dwergen worden, zullen ze gaan opzwellen tot rode reuzensterren. Astronomen dachten dat de sterren in deze fase veel massa zouden verliezen, maar in dat geval moet de migratie van de sterren al in het rode reuzenstadium op gang zijn gekomen. Nu heeft Hubble, zoals gezegd, witte dwergen waargenomen die hun migratie naar wijdere omloopbanen nog maar net begonnen zijn! Dat betekent dat de migratie van sterren (en het massaverlies dat dit veroorzaakt) veel later op gang moet zijn gekomen – pas vlak voor de transformatie van de rode reus tot een witte dwerg. Dit heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van stellaire evolutie.

Bron: SpaceTelescope

Reacties

  1. ObelixObelix zegt:

    Quote : ” Bij dit proces zal de ster veel massa verliezen, waarna ze zullen migreren naar de buitenwijken …”

    Waarom? Welke van de vier fundamentele natuurkrachten is dan aan het werk? 😕

    Groet, Paul

  2. Ik vermoed de zwaartekracht. Sterker nog, ik weet ’t wel zeker. 😃

    • ObelixObelix zegt:

      Tja, twee anderen werken op kleine afstanden, een derde o.b.v. elektrische lading/magnetisme.
      Jouw ‘gok’ durf ik ook wel aan. 😀

      Maar dat verklaart nog niet een ‘waarom’. 🙂

      Paul

      • Paul, ik heb even op de Hubble site gekeken (hier de link), daar wordt het waarom genoemd: “This migration is caused by a gravitational tussle among stars inside the cluster. Globular star clusters sort out stars according to their mass, governed by a gravitational billiard-ball game where lower mass stars rob momentum from more massive stars. The result is that heavier stars slow down and sink to the cluster’s core, while lighter stars pick up speed and move across the cluster to the edge. This process is known as “mass segregation.” Until these Hubble observations, astronomers had never definitively seen the dynamical conveyor belt in action.”.

        • ObelixObelix zegt:

          Bedankt Arie. 🙂

          Normaal gesproken heeft de (fundamentele) Zwaarte Kracht een positieve werking:
          massa verzameld zich naar elkaar toe.
          Hier lijkt dat anders : (uitgewerkte) sterren (dus massapunten) verdwijnen uit de kern, terwijl er toch ogenschijnlijk genoeg ruimte is. ( Luchtbellen stijgen ook op in water, maar daar is NIET genoeg ruimte ! )

          Zelf zat ik al een andere verklaring te bedenken:
          – Een ster draait om een melkweg-kern.
          – Er is een evenwicht: Zwaartekracht trekt de ster naar de kern/het centrum. De centrifugaal kracht wil eigenlijk dat de ster uit zijn baan vliegt/ rechtdoor vliegt. Er is evenwicht dus de ster draait zijn rondjes.
          – Dan verliest de ster zijn massa….
          ? De totale zwaartekracht wordt minder (F = m * a),
          maar de Centrifugaal verandert toch net zo snel? (F = m * v * v / r ).

          [ Waarom neemt de ster een hogere baan ? Ik kwam er al niet achter.. 🙂 ]

          – – –
          Een biljardspel, waarbij lichtere componenten in hogere banen komen, en zwaardere elementen juist dieper in de zwaartekrachtput belanden, kan ik begrijpen.
          Maar het is wel een statistisch ‘proces’ en er is geen ‘garantie’/ zekerheid : als er geen ‘ontmoetingen’ zijn, blijft ieder in zijn baan.

          – En een praktisch probleem : Hoe weet Hubble in welke baan welke ster / rode reus / witte dwerg is begonnen? Zonder dat, weet men ook niet of ze al ‘op weg’ zijn….
          Of is dat heel eenvoudig: In het Centrum zit enkel het zwaarste Zwarte Gat. (Het Zwartste Gat?)
          Daar vlak omheen draaien de wat minder zware massapunten en alle andere lichtere delen netjes op hun massa volgorde. Van bovenaf gezien : net de roos van een doelsport.
          Drijvende Kracht : die zelfde ‘Massa Segregatie’ , die uiteraard ook actief is bij jonge en middle-aged sterren. 🙂

          Groet, Paul`

          Nogmaals bedankt, Arie.
          Deze info biedt mij weer een nieuw inzicht. 🙂

Laat wat van je horen

*