25 mei 2019

ESO’s VLT legt details vast van de complexe interactie tussen botsende sterrenwinden

De windingen van Apep.

Deze kronkelige maalstroom, vastgelegd door het VISIR-instrument van de Very Large Telescope (VLT) van ESO, heeft een explosieve toekomst in het vooruitzicht. Het is een stelsel van Wolf-Rayetsterren waarin zich waarschijnlijk een van de meest energierijke verschijnselen in het heelal gaat afspelen: een lange gammaflits.

‘Dit is het eerste stelsel in zijn soort dat we in onze eigen Melkweg hebben ontdekt’, aldus Joseph Callingham van ASTRON (het Nederlands instituut voor radioastronomie). Callingham is hoofdauteur van het onderzoeksverslag waarin de ontdekking van dit stelsel wordt gemeld1. ‘We hadden nooit verwacht dat we zo’n stelsel in onze eigen achtertuin zouden aantreffen.’

Apep in het sterrenbeeld Norma.

Het stelsel, bestaande uit een ‘nest’ van zware sterren omringd door een spiraal van stof, wordt officieel alleen aangeduid met saaie catalogusverwijzingen zoals 2XMM J160050.7-514245. De astronomen hebben er echter voor gekozen om dit fascinerende object een interessantere bijnaam te geven: ‘Apep’.

Apep dankt zijn bijnaam aan zijn golvende vorm, die doet denken aan een slang die zich om de centrale sterren heeft gewikkeld. Hij is vernoemd naar een oude Egyptische godheid, een reusachtige slang die symbool staat voor chaos – heel toepasselijk voor zo’n woest kolkend stelsel. Men geloofde dat Ra, de zonnegod, elke nacht de strijd met Apep aanging; door gebed en aanbidding zou Ra overwinnen en de zon terugkeren.

Gammaflitsen behoren tot de krachtigste explosies in het heelal. Hoewel ze maar enkele duizendsten van een seconde tot een paar uur duren, kunnen ze evenveel energie produceren als de zon gedurende haar hele leven. Van lange gammaflitsen, die langer dan twee seconden duren, wordt aangenomen dat ze worden veroorzaakt door de explosies van snel roterende Wolf-Rayetsterren.

Het hemelgebied rond Apep.

Sommige van de allerzwaarste sterren ontwikkelen zich tegen het einde van hun bestaan tot Wolf-Rayetsterren. Deze fase is van korte duur: Wolf-Rayetsterren verkeren slechts een paar honderdduizend jaar in deze toestand – een kosmische oogwenk. In die korte tijd stoten ze enorme hoeveelheden materie uit in de vorm van een krachtige sterrenwind. De uitgestoten materie kan daarbij snelheden van miljoenen kilometers per uur bereiken. Metingen hebben laten zien dat de sterrenwinden van Apep zich met een verbluffende snelheid van 12 miljoen km/u voortplanten.

Door deze sterrenwinden is een complex patroon van uitgestoten materie rond het drievoudige stersysteem, bestaande uit een dubbelster en een enkelvoudige ster die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden, ontstaan. Hoewel er op de foto slechts twee sterachtige objecten te zien zijn, is het onderste object in werkelijkheid een compacte dubbele Wolf-Rayetster. Deze dubbelster is verantwoordelijk voor de sierlijke wervelingen rond Apep, die in het kielzog van de botsende sterrenwinden van de beide Wolf-Rayetsterren ontstaan.

In vergelijking met de enorme snelheid van de sterrenwinden van Apep vertoont de stofspiraal zelf een rustig tempo: hij ‘kruipt’ met een snelheid van minder dan 2 miljoen km/u naar buiten. Het grote verschil tussen de snelheid van de hevige sterrenwinden van Apep en die van de kalme spiraal ontstaat vermoedelijk doordat een van de sterren van de dubbelster zowel een snelle als een langzame wind uitstoot – in verschillende richtingen.

Dit zou betekenen dat de ster een bijna-kritische rotatie ondergaat, wat wil zeggen dat hij zo snel ronddraait dat hij bijna uit elkaar scheurt. Vermoed wordt dat een Wolf-Rayetster die zo snel ronddraait een lange gammaflits voortbrengt wanneer, aan het einde van zijn bestaan, zijn kern instort. Bron: ESO.

  1. Callingham, inmiddels werkzaam bij het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), deed een deel van dit onderzoek terwijl hij aan de Universiteit van Sydney samenwerkte met onderzoeksleider Peter Tuthill. Het team maakte niet alleen gebruik van ESO-telescopen, maar ook van de Anglo-Australian Telescope van de Siding Spring-sterrenwacht in Australië. []

Laat wat van je horen

*

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