18 oktober 2021

Eerste detectie van lithium van een ontploffende ster

Nova Centauri 2013. Credit: ESO

Voor het eerst is het element lithium aangetroffen in het materiaal dat door een nova is weggeblazen. Waarnemingen van Nova Centauri 2013 [1]De nova werd op 2 december 2013 ontdekt door Australiër John Seach toen hij bijna met het blote oog gezien kon worden. Nova Centauri 2013 is de helderste nova die tot nu toe heeft plaatsgevonden in … Continue reading, gedaan met ESO-telescopen op La Silla en in een sterrenwacht bij Santiago, beide in Chili, helpen verklaren waarom veel jonge sterren meer van dit element bevatten dan verwacht. Daarmee is een stukje van de puzzel van de chemische evolutie van de Melkweg gevonden waar astronomen al lang naar op zoek waren.

Naar verwachting is het lichte lithium een van de weinige elementen die tijdens de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, zijn gevormd. Maar de hoeveelheden lithium die in de ons omringende sterren zijn aangetroffen, bezorgen astronomen hoofdbrekens. Oude sterren bevatten minder lithium dan verwacht, terwijl sommige jongere sterren soms wel tien keer meer lithium bevatten [2]De termen ‘jonger’ en ‘ouder’ worden hier gebruikt voor wat astronomen sterren van Populatie I en Populatie II noemen. De categorie Populatie I omvat onder meer onze zon; het … Continue reading.

Sinds de jaren zeventig denken astronomen dat veel van het overschot aan lithium in jonge sterren afkomstig kan zijn van novae – stellaire ontploffingen waarbij materie de ruimte in wordt geblazen, die zich vermengt met het ‘bouwmateriaal’ waaruit nieuwe generaties van sterren ontstaan. Maar ondanks nauwgezet onderzoek van diverse novae, kon dit vermoeden tot nu toe niet worden bevestigd.

Een team onder leiding van Luca Izzo (Sapienza University of Rome, and ICRANet, Pescara, Italië) heeft nu het FEROS-instrument van de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van de La Silla-sterrenwacht en de PUCHEROS-spectrograaf van de 0,5-meter ESO-telescoop van de Observatory of the Pontificia Universidad Catolica de Chile, in Santa Martina bij Santiago, gebruikt om de Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri) te onderzoeken [3]Deze relatief kleine telescopen, uitgerust met geschikte spectrografen, zijn krachtige hulpmiddelen voor dit soort onderzoek. Ook in het tijdperk van extreem grote telescopen blijven kleinere … Continue reading . Deze ster, die dicht bij de heldere ster Béta Centauri aan de zuidelijke hemel staat, ontplofte in december 2013. De nova, die gemakkelijk waarneembaar was met het blote oog, is de helderste tot nu toe van deze eeuw.

Alpha en Beta Centauri, twee van de helderste sterren aan de zuidelijke hemel, hebben een nieuwe metgezel: de met het blote oog zichtbare Nova Centauri 2013 . De nova is op de foto net links van Beta Centauri, de meest blauwe en hoge van de twee heldere sterren in de rechterbenedenhoek, zichtbaar. Het Zuiderkruis en de Kolenzaknevel zijn ook vastgelegd in de buurt van de bovenkant van het beeld. Op de voorgrond, aan de linkerkant, staat de in 1976 ingehuldigde 3,6-meter telescoop van ESO met de HARPS-spectrograaf: de meest productieve exoplaneet-jager ter wereld. Het op 600 kilometer ten noorden van Santiago gelegen La Silla, op 2400 meter hoogte aan de rand van de Chileense Atacama-woestijn, was de eerst ESO-site in Chili en het grootste observatorium van zijn tijd. Credit: Y. Beletsky (LCO)/ESO

De zeer gedetailleerde nieuwe gegevens vertonen de duidelijke signatuur van lithium dat met een snelheid van twee miljoen kilometer per uur door de nova is weggeblazen [4]Deze hoge snelheid, van de nova in de richting van de aarde, heeft tot gevolg dat de golflengte van de absorptielijn in het spectrum die het gevolg is van de aanwezigheid van lithium een flink stuk … Continue reading . Het is voor het eerst dat dit element bij een nova-explosie kon worden aangetoond.

Mede-auteur Massimo Della Valle (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napels, en ICRANet, Pescara, Italië) legt het belang van deze ontdekking uit: ‘Het is een heel belangrijke stap voorwaarts. Als we ons de geschiedenis van de chemische evolutie van de Melkweg voorstellen als een grote legpuzzel, dan behoort het lithium van novae tot de belangrijkste en meest raadselachtige ontbrekende puzzelstukjes. Bovendien kan elk oerknalmodel in twijfel worden getrokken zolang het lithium-vraagstuk niet is opgelost.

De hoeveelheid lithium die Nova Centauri 2013 heeft uitgestoten lijkt klein (minder dan een miljardste zonsmassa), maar omdat er in de geschiedenis van de Melkweg miljarden nova-explosies zijn geweest, is dat voldoende om de waargenomen en onverwacht grote hoeveelheden lithium in ons sterrenstelsel te kunnen verklaren.

Auteurs Luca Pasquini (ESO, Garching, Duitsland) en Massimo Della Valle zochten al meer dan een kwart eeuw naar sporen van lithium in novae. Voor hen is dit de bevredigende afsluiting van een lange speurtocht. Voor de jongere onderzoeksleider Luca Izzo is de ontdekking nog om een andere reden gedenkwaardig: ‘Het is heel spannend om iets te ontdekken dat al voor mijn geboorte was voorspeld, en vervolgens op mijn verjaardag in 2013 voor het eerst is waargenomen!

Bron: European Southern Observatory

References

References
1 De nova werd op 2 december 2013 ontdekt door Australiër John Seach toen hij bijna met het blote oog gezien kon worden. Nova Centauri 2013 is de helderste nova die tot nu toe heeft plaatsgevonden in dit millennium. Deze bijzondere gebeurtenis staat bekend als een klassieke nova, niet te verwarren met een supernova. Klassieke novae treden op in dubbelsterren als waterstofgas van de stellaire partner ophoopt op het oppervlak van de primaire ster, waarna een op hol geslagen thermonucleaire gebeurtenis resulteert in het oplichten van de primaire ster. Bij een klassieke nova is de primaire ster niet vernietigd, zoals wel het geval is bij een supernova. In plaats daarvan wordt de ster aanzienlijk helderder, dijt zijn buitenste laag tijdelijk uit.
2 De termen ‘jonger’ en ‘ouder’ worden hier gebruikt voor wat astronomen sterren van Populatie I en Populatie II noemen. De categorie Populatie I omvat onder meer onze zon; het zijn sterren die rijk zijn aan zwaardere chemische elementen en maken deel uit van de schijf van de Melkweg. Populatie II sterren zijn ouder, bevatten minder zware elementen en worden aangetroffen in de centrale verdikking en de halo van Melkweg, en in bolvormige sterrenhopen. Overigens kunnen sterren van de ‘jongere’ Populatie I-klasse miljarden jaren oud zijn!
3 Deze relatief kleine telescopen, uitgerust met geschikte spectrografen, zijn krachtige hulpmiddelen voor dit soort onderzoek. Ook in het tijdperk van extreem grote telescopen blijven kleinere telescopen voor specifieke taken heel waardevol.
4 Deze hoge snelheid, van de nova in de richting van de aarde, heeft tot gevolg dat de golflengte van de absorptielijn in het spectrum die het gevolg is van de aanwezigheid van lithium een flink stuk naar de blauwe kant van het spectrum is opgeschoven.

Speak Your Mind

*

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