21 september 2019

Blauwe sterren houden bolvormige sterrenhoop jong

De bolvormige sterrenhoop NGC 6388.

Sommige mensen zien er op hun 90ste nog prima uit, terwijl anderen al voor hun 50ste aftakelen. Dat wijst erop dat een oud uiterlijk soms meer een kwestie van levensstijl is dan van leeftijd. Uit nieuw onderzoek met de 2,2-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrewacht en de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat dit ook voor sterrenhopen geldt.Bolvormige sterrenhopen zijn ronde verzamelingen van sterren die stevig in de greep van elkaars zwaartekracht zijn. Het zijn overblijfselen uit de begintijd van het heelal, met leeftijden van 12 tot 13 miljard jaar (de oerknal vond 13,7 miljard jaar geleden plaats). Onze Melkweg telt ongeveer 150 van deze sterrenhopen, die een groot deel van de oudste sterren van ons sterrenstelsel bevatten. Maar hoewel hun sterren oud zijn, en de sterrenhopen in een ver verleden zijn ontstaan, hebben astronomen ontdekt dat veel van deze sterrenhopen nog jonge trekken vertonen.’Hoewel al deze sterrenhopen miljarden jaren geleden zijn ontstaan,’ zegt Francesco Ferraro (Universiteit van Bologna, Italië), leider van het team dat de ontdekking heeft gedaan, ‘vroegen we ons af of sommige vlugger of langzamer verouderen dan andere. Door de verdeling van een bepaald soort blauwe sterren in deze sterrenhopen te onderzoeken, kwamen we erachter dat sommige sterrenhopen inderdaad veel sneller zijn geëvolueerd. We hebben nu een manier ontwikkeld om dat verouderingstempo te meten.’

Een collage van meerdere bolhopen. Download de foto hier in hoge resolutie en hier in OMG WTF-formaat (62 Mb).

Sterrenhopen ontstaan in korte tijd, wat betekent dat hun sterren ruwweg allemaal even oud zijn. Doordat ze zo fel stralen, raken zware sterren heel snel door hun brandstof heen. De stokoude bolvormige sterrenhopen zouden dus alleen lichte, ‘zuinige’ sterren mogen bevatten.Dat blijkt echter niet zo te zijn: sterren die van extra brandstof worden voorzien, ondergaan een verjongingskuur die hen zwaarder en aanzienlijk helderder maakt. Zoiets gebeurt als een ster materie van een naburige ster steelt of als twee naburige sterren met elkaar versmelten. Deze herboren sterren worden blue stragglers (blauwe treuzelaars) genoemd. Dit onderzoek draaide om de massa’s en helderheden van deze sterren.Naarmate een sterrenhoop ouder wordt, zinken de zware sterren naar het centrum. Door hun grote massa’s zijn blue stragglers zeer gevoelig voor dit bezinkingsproces. Tegelijkertijd zijn ze vanwege hun grote helderheid relatief gemakkelijk waarneembaar. Om hun verouderingsproces beter te leren begrijpen, brachten de astronomen voor 21 bolvormige sterrenhopen de verdeling van blue stragglers in kaart. Daarbij maakten ze gebruik van opnamen van de 2,2-meter ESO-telescoop, de Hubble-ruimtetelescoop en andere instrumenten. Hubble zorgde voor detailrijke beelden van de dichtbevolkte centra van twintig van de sterrenhopen; telescopen op aarde leverden opnamen van de legere buitengebieden.

Het ontstaan van blauwe treuzelaars.

Bij het analyseren v van deze gegevens stelde het team vast dat sommige bolvormige sterrenhopen jong lijken: hun blue stragglers zijn over de hele sterrenhoop verspreid. Een grotere groep ziet er ouder uit, omdat hun blue stragglers zich rond het centrum hebben verzameld. Een derde groep zit daar tussenin: eerst migreren de sterren die zich het dichtst bij de kern bevinden naar binnen, later de meer naar buiten gelegen sterren.’Omdat deze sterrenhopen ruwweg tegelijkertijd zijn ontstaan, betekent dit dat de snelheden waarmee ze evolueren grote onderlinge verschillen vertonen,’ aldus Barbara Lanzoni (Universiteit van Bologna), een van de mede-auteurs van het onderzoek. ‘In het geval van snel verouderende sterrenhopen denken we dat het bezinkingsproces binnen een paar honderd miljoen jaar voltooid kan zijn, terwijl dit bij de traagste enkele malen langer duurt dan de huidige leeftijd van het heelal. ‘Wanneer de zwaarste sterren naar het centrum zakken, ondergaat de sterrenhoop uiteindelijk een verschijnsel dat ‘kern-ineenstorting’ wordt genoemd. Daarbij trekt het centrum van de sterrenhoop extreem sterk samen. Door welke processen die ineenstorting in gang wordt gezet, was al goed bekend – ze houden verband met de aantallen, de dichtheid en de bewegingssnelheden van de sterren. Maar hoe snel zij zich voltrekken was tot nu toe onbekend. Dit onderzoek laat voor het eerst zien hoe snel de verschillende bolvormige sterrenhopen verouderen. Bron: European Southern Observatory.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.