19 oktober 2019

Kolossale dubbelster begint geheimen prijs te geven

Eta Carinae, de zwaarste en helderste ster binnen 10.000 lichtjaar van de aarde, staat bekend om z’n onvoorspelbare gedrag. Zo kende de ster in de 19de eeuw twee uitbarstingen, waarvan de oorzaak nog altijd niet bekend is. Tijdens zo’n uitbarsting is Eta Carinae tijdelijk plots de helderste ster aan de hemel!Gisteren zijn de resultaten bekend gemaakt van een jarenlang onderzoek naar Eta Carinae, waarbij gebruik is gemaakt van NASA-satellieten, grondtelescopen en computermodellen. Zo heeft men onder andere enkele schillen van geïoniseerd gas aangetroffen, die enkele tientallen jaren oud zijn en met een rotgang van de ster vandaan bewegen. Ook heeft men nieuwe 3D-modellen gemaakt, waarbij nieuwe inzichten is verkregen in de interactie tussen de twee componenten van Eta Carinae, die eigenlijk dus een dubbelster is.Eta Carinae staat op een afstand van 7500 lichtjaar van de aarde, in de richting van het sterrenbeeld Kiel (Carinae). De dubbelster bestaat uit twee componenten, die iedere 5,5 jaar zeer dicht bij elkaar in de buurt komen. Beide sterren hebben een superkrachtige sterrenwind, waarbij een flink deel van de massa van de sterren wordt weggeblazen. Hierbij wordt een dichte nevel gevormd, waardoor we de sterren niet rechtstreeks kunnen zien en hun eigenschappen lastig kunnen bepalen.

Seen in blue light emitted by doubly ionized iron atoms (4,659 angstroms), these images of Eta Carinae were captured by Hubble’s STIS instrument between 2010 and 2014. Gas shells created during the binary’s 2003 close approach race outward at about 1.6 million km/h.

De grootste ster van de twee, Eta Carinae A, is een blauwe hyperreus van zo’n 100 zonnemassa’s. De begeleider, Eta Carinae B, is veel kleiner, maar weegt nog altijd evenveel als 30 zonnen. De helderheid van de sterren is respectievelijk 5 miljoen tot 1 miljoen keer de helderheid van de zon! Als de twee sterren elkaar het dichtste naderen is de onderlinge afstand zo’n 225 miljoen kilometer, vergelijkbaar met de afstand tussen Mars en de zon. Het is op dit moment dat de sterren de grootste veranderingen laten zien, inclusief röntgenuitbarstingen en het verschijnen en weer verdwijnen van vreemde structuren, die alleen op specifieke golflengten zichtbaar zijn.In de afgelopen 11 jaar is met vele observatoria gekeken naar Eta Carinae, in de hoop om een driedimensionaal model te ontwikkelen, die de eigenschappen van de sterren beter kan verklaren. Dat model is nu bijna af en wat blijkt nou? Het onvoorspelbare gedrag van de twee sterren hangt samen met de verschillen in hun sterrenwind. De wind van de grootste ster is namelijk dik en langzaam, terwijl die van de begeleider mager en snel is. ‘Dik’ en ‘mager’ slaat hierbij op de hoeveelheid materiaal die ze vervoeren.

In this supercomputer simulation, the stars of Eta Carinae are shown as black dots. Lighter colors indicate greater densities in the stellar winds produced by each star. At closest approach, the fast wind of the smaller star carves a tunnel in the thicker wind of the larger star.

Aanvullende simulaties, die zijn uitgevoerd op de Pleiades-supercomputer van NASA, laten de complexiteit zien van de interactie tussen de twee sterrenwinden. Naarmate de begeleider met grote snelheid rondom de primaire ster draait, zal de snellere wind van de de begeleider een spiraalvormige holte uitkerven in de dichtere uitstroom van de primaire ster. In deze holte zijn puntige uitsteeksel zichtbaar, die nooit eerder zijn waargenomen. Deze structuren zijn vermoedelijk het gevolg van instabiliteiten in de sterrenwinden in de periode van de dichtste nadering. Waar de beide sterrenwinden met elkaar in botsing komen, ontstaan schokgolven die het gas tot temperaturen van honderden miljoen graden verhitten, waardoor dit een bron van röntgenstraling wordt. Uit het feit dat de röntgenintensiteit van Eta Carinae flinke variaties vertoont leiden astronomen af dat de sterrenwind van de kleinere ster een wisselende intensiteit heeft.

Beide componenten van Eta Carinae zullen hun leven vermoedelijk gaan eindigen in de vorm van spectaculaire supernova-explosies. Helemaal zeker weten we dat niet, aangezien beide sterren in een rap tempo veel massa verliezen. Dat betekent dat de begeleider van 30 zonnemassa’s heel misschien voldoende massa zal kwijtraken om niet te ontploffen, maar om langzaam uit te doven. De primaire ster is dusdanig massief dat een ontploffing onvermijdelijk is, maar het is niet bekend of dat een gewone type II supernova zal zijn, of een bijzondere hypernova. Ook is niet bekend wanneer de sterren hun leven zullen eindigen – er zijn vooralsnog geen aanwijzingen dat dit binnenkort zal gebeuren.

Bron: NASA.

Speak Your Mind

*

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