Uitgekleed model verklaart hoe sterrenhopen structuur krijgen

Een animatie van het ontstaan van het Trapeziumcluster, een sterrenhoop in het sterrenbeeld Orion. Dubbelklikken voor een grote versie. (c) Simon Portegies Zwart

De Leidse sterrenkundige Simon Portegies Zwart heeft in één klap de oplossing voor twee astronomische problemen gevonden. Met een uitgekleed computermodel verklaart hij hoe sterrenhopen hun structuur krijgen en hoe de ene ster een grotere stofschijf heeft dan de andere ster. Binnenkort publiceert het Britse tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de bevindingen.Portegies Zwart deed zijn berekeningen voor het Trapeziumcluster in Orion. Dat is een sterrenhoop op 1400 lichtjaar van de aarde in het bekende sterrenbeeld Orion. De sterrenhoop bevat meer dan duizend sterren in een gebied dat ongeveer vijftien keer zo groot is als ons zonnestelsel. De sterren zijn ongeveer 1 miljoen jaar jong en bevinden zich dicht op elkaar. Rond een deel van de sterren draaien stofschijven. In deze schijven ontstaan na verloop van tijd planeten. Ook ons zonnestelsel heeft ooit een stofschijf gehad waaruit de planeten zijn gevormd. Wetenschappers kunnen tot nu toe niet goed verklaren waarom sommige sterren een grotere stofschijf hebben dan andere sterren. Ook is niet echt duidelijk hoe een sterrenhoop in de loop der tijd evolueert en wat dat voor invloed heeft op de grootte van de stofschijf.

Portegies Zwart begon met een complexe simulatie om het probleem van sterrenhopen en stofschijven op te lossen: “Ik gebruikte een model met een hele rimram aan processen. Dan moet je denken aan sterevolutie, stralingstransport, overgebleven gaswolken, het zwaartekrachtsveld van de hele Melkweg, et cetera, et cetera.” Vervolgens legde Portegies Zwart zijn model naast 95 sterren en hun stofschijf die door de Hubble Ruimtetelescoop waren bekeken. Het ingewikkelde model bleek goed te werken. Daarna schakelde de sterrenkundige stuk voor stuk bijna alle ingrediënten van het model uit. Uiteindelijk bleven in het model alleen nog de botsingen tussen sterren over.Tot Portegies Zwarts verbazing bleek ook het uitgeklede model goed met de waarnemingen overeen te komen. Portegies Zwart: “Sterren rukken dus delen van elkaars stofschijven af als ze in de jonge sterrenhoop langs elkaar scheren. En de grootte van een verzameling stofschijven wordt bepaald door botsingen tussen sterren.” Dat is niet alleen mooi voor het model, maar ook voor onderzoek aan andere sterrenhopen en stofschijven. “Als je de schijven van een serie sterren bestudeert, kun je veel leren over de geboorte en de evolutie van jonge sterrenhopen.”

De simulatie van sterrenhopen en stofschijven werkte het best als Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) de parameterwaarde voor de fractale structuur op 1,6 instelde. Dat is vergelijkbaar met schilderij Number 5 van Jackson Pollock uit 1948. (c) Jackson Pollock – https://en.wikipedia.org/wiki/No._5,_1948

De simulatie van sterrenhopen en stofschijven werkte het best als Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) de parameterwaarde voor de fractale structuur op 1,6 instelde. Dat is vergelijkbaar met schilderij Number 5 van Jackson Pollock uit 1948. (c) Jackson Pollock – https://en.wikipedia.org/wiki/No._5,_1948[/caption]Portegies Zwart vond verder nog dat de groottes van de stofschijven in het Trapeziumcluster in Orion het beste worden verklaard als hij de simulatie instelde op een fractale dimensie van 1,6. En daar komen de schilderijen van Jackson Pollock om de hoek kijken. “Number 5 van Pollock heeft een structuur met dezelfde regelmaat als die in de onderzochte sterrenhopen. Dat is dan ook meteen zijn duurste schilderij. Geinig toch!” Portegies Zwart deed zijn berekeningen op de aan de Universiteit Leiden gebouwde computer Little Green Machine. Hij kreeg voor zijn onderzoek subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Astronomie.nl.

Gerelateerde Astroblogs:

Massieve Ster SN 2023ixf spuwt massa van ongeveer één zon uit vlak voordat hij in een supernova explodeert Puinwolk van twee botsende ijsplaneten dimt licht moederster UV-straling van zware sterren verhindert ontstaan Jupiter-achtige planeet