1 juni 2020

APEX-waarnemingen aan botsende sterren helpen het mysterie van Nova Vulpeculae 1670 ontrafelen

Deze kaart van de positie van de nova (rood omcirkeld) die in het jaar 1670 verscheen, is getekend door de beroemde astronoom Hevelius, en gepubliceerd in het tijdschrift Philosophical Transactionsvan de Britse Royal Society. Credit: Royal Society

Nieuwe waarnemingen met APEX en andere telescopen laten zien dat de ster die Europese astronomen in 1670 aan de hemel zagen verschijnen geen nova was, maar een veel zeldzamer, heftiger verschijnsel: een stellaire botsing. De gebeurtenis was spectaculair genoeg om waarneembaar te zijn met het blote oog, maar de sporen die deze achterliet waren heel vaag. Pas na een zorgvuldige analyse met behulp van submillimetertelescopen kon het 340 jaar oude raadsel worden opgelost. Het resultaat wordt op 23 maart 2015 online gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Enkele van de beroemdste astronomen van de zeventiende eeuw, onder wie Hevelius – de vader van de maancartografie – en Cassini, deden uitgebreid verslag van een nieuwe ster die in 1670 aan de hemel verscheen. Hevelius omschreef hem alsnova sub capite Cygni – een nieuwe ster onder de kop van de Zwaan – maar de astronomen van nu kennen hem als Nova Vulpeculae 1670[1]. Historische verslagen van novae zijn zeldzaam en van groot belang voor moderne astronomen. Nova Vul 1670 geldt als de oudste opgetekende nova-verschijning en de zwakste nova die later is herontdekt.

Deze foto toont de overblijfselen van de ‘nieuwe ster’ die in het jaar 1670 werd gezien. Hij is opgebouwd uit opnamen in zichtbaar licht van de Gemini-telescoop (blauw), een submillimeterkaart van het stof, gemaakt met de SMA (groen), en een kaart van de moleculaire emissie, gemaakt met APEX en de SMA (rood). Credit: ESO/T. Kami?ski

De hoofdauteur van het nieuwe onderzoek, Tomasz Kaminski (ESO en het Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland) legt uit: ‘Vele jaren lang werd dit object als een nova gezien, maar hoe meer het werd onderzocht, des te minder leek het op een gewone nova sterker nog, het leek op geen enkele soort exploderende ster.

Toen hij voor het eerst verscheen, was Nova Vul 1670 gemakkelijk waarneembaar met het blote oog en vertoonde hij twee jaar lang een veranderlijke helderheid. Vervolgens doofde hij uit, om na twee oplevingen voorgoed te verdwijnen. Hoewel het verschijnsel goed is gedocumenteerd voor die tijd, beschikten de toenmalige astronomen niet over de apparatuur die nodig was om het merkwaardige gedrag van de nova te verklaren.

Bijna alle sterren op deze kaart zijn op donkere, heldere avonden waarneembaar met het blote oog. Afgebeeld is het kleine sterrenbeeld Vulpecula (Vosje), dat dicht bij het veel opvallendere sterrenbeeld Cygnus (Zwaan) ligt, in het noordelijke deel van de Melkweg. Credit:ESO, IAU, and Sky & Telescope

In de loop van de twintigste eeuw kwamen astronomen tot het inzicht dat de meeste novae kunnen worden verklaard met het explosieve gedrag van nauwe dubbelsterren. Maar Nova Vul 1670 paste niet goed in dit model en bleef een raadsel.

Zelfs de steeds groter wordende telescopen konden aanvankelijk geen spoor van de vermeende nova terugvinden. Pas in de jaren ’80 detecteerde een team van astronomen een zwakke nevel rond de vermoedelijke locatie van het restant van de ster. Hoewel er een intrigerend verband leek te bestaan met de waarneming van 1670, konden de waarnemingen geen nieuw licht werpen op de ware aard van het verschijnsel dat meer dan driehonderd jaar eerder aan de Europese hemel was waargenomen.

Tomasz Kaminski vervolgt: ‘We hebben het gebied nu op submillimeter- en radiogolflengten onderzocht. Daarbij hebben we vastgesteld dat het restant is omgeven door koel gas dat rijk is aan moleculen met een zeer ongebruikelijke chemische samenstelling.

Deze overzichtsfoto toont de hemel rond de ster Nova Vul 1670, die meer dan drie eeuwen geleden ontplofte. De zwakke overblijfselen ervan zijn net zichtbaar in het midden van deze foto. Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Behalve APEX gebruikte het team ook de Submillimeter Array (SMA) en de Effelsberg-radiotelescoop om de chemische samenstelling vast te stellen en de onderlinge verhoudingen van de verschillende isotopen in het gas te meten. Alles bij elkaar leverde dit een extreem gedetailleerd beeld op van de aard van de materie, en van de mogelijke oorsprong ervan.

Wat het team heeft ontdekt, is dat de massa van het koele materiaal te groot is om afkomstig te zijn van een nova-explosie. Bovendien zijn de isotopenverhoudingen die rond Nova Vul 1670 zijn gemeten niet in overeenstemming met die van een nova. Maar als het geen nova was, wat was het dan wel?

Het lijkt een zogeheten rode nova te zijn geweest – een spectaculaire botsing tussen twee sterren, helderder dan een gewone nova, maar minder helder dan een supernova. Rode nova’s zijn heel zeldzame gebeurtenissen waarbij sterren exploderen doordat ze met een andere ster fuseren. Daarbij wordt materie uit het inwendige van de beide sterren de ruimte in geblazen, en blijft uiteindelijk slechts een zwak restant over, dat is ingebed in een koele omgeving die rijk is aan moleculen en stof. Nova Vul 1670 voldoet bijna exact aan het profiel van deze recent erkende klasse van explosieve sterren. Hieronder een video waarin wordt ingezoomd op de locatie van Nova Vul 1670 in het sterrenbeeld Vulpecula.

Mede-auteur Karl Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland) concludeert: ‘Ontdekkingen als deze zijn het leukst: een volslagen onverwacht resultaat!‘ Bron: ESO.

  1. Het object bevindt zich binnen de grenzen van het moderne sterrenbeeld Vulpecula (Vosje), dicht bij de grens metCygnus (Zwaan). Het wordt vaak kortweg Nova Vul 1670 genoemd of ook wel CK Vulpeculae – zijn aanduiding als veranderlijke ster. []

Speak Your Mind

*

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