Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team
Wolf-Rayetsterren zijn zeer zware sterren, die na een kort maar heftig leven zullen exploderen als supernova, vernoemd naar de Franse sterrenkundigen Charles Wolf en Georges Rayet, die deze sterren in 1867 ontdekten. De Webb ruimtetelescoop heeft eentje ervan, WR 124 genaamd (ook wel bekend als Hen 2-427), in 2022 nauwkeurig bestudeerd en gefotografeerd. De ster staat 15.000 lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Boogschutter (Sagittarius) en hij is omgeven door wolken van gas en stof, die bij eerdere uitbarstingen door de ster zijn uitgestoten. WR 124 is naar schatting 30 keer zo zwaar als de zon en bij die eerdere uitbarstingen (die een stuk kleiner zijn dan de finale supernova!) heeft hij al zo’n 10 zonsmassa uitgestoten. Die gas- en stofwolken stralen infraroodstraling uit en dat is precies de golflengte die Webb goed kan zien. Dat stof kan op haar beurt later weer zorgen voor het ontstaan van nieuwe sterren en planeten en ook voor het ontstaan van leven op die planeten. Onderzoek aan sterren zoals WR 124 is dan ook van belang om meer te weten te komen over het ontstaan en de evolutie van sterren en planeten.
Bron: ESA/Webb.
Prachtige foto !
Wolf-Rayet sterren zijn hele fascinerende dingen. Kijk, sterren van relatief lage massa (zoals de zon) evolueren naar een rode reus, om vervolgens weer te krimpen en stabiel te worden. Daarna dijen ze een tweede keer uit, om zo een zogenaamde “asymptotic giant” te worden. Uiteindelijke wordt zo’n beetje de hele ster langzaam weggeblazen, om een naakte kern over te laten (een witte dwerg).
Sterren met een hogere massa kennen een soortgelijke evolutie. Ook die gaan op een gegeven moment uitdijen naar een rode superreus. Vervolgens krimpen ze naar een blauwe superreus, om vervolgens te groeien naar een rode hyperreus en supernova gaan. Het resultaat is een neutronenster. (Betelgeuze heeft om, voor mij onduidelijke , redenen de classificatie rode superreus ipv rode hyperreus)). Tot zover de theorie, want de beroemde supernova SN 1987A had als “voorganger-ster” (progenitor star) een blauwe superreus, en geen rode hyperreus, dus schijnbaar begrijpen we de evolutie van sterren met hogere massa nog niet goed.
Maar goed, dan hebben we nog de categorie van supermassieve sterren. Die groeien niet naar een analoog van de rode (super)reus. In plaats daarvan blijven ze O-klasse sterren (blauw) en worden ze ‘gewoon’ enorm instabiel. Dat stadium heet een “luminous blue variable” en tijdens dit stadium vinden de grote uitbarstingen plaats, de “supernova impostors”, die tot een enorm massaverlies leiden. Hierbij wordt de gehele waterstofmantel (en een deel van de heliummantel) afgestoten. Het resultaat is dan een Wolf-Rayet ster (soms met een gele hyperreus als tussenstadium). Die gaan supernova (of hypernova) en laten een zwart gat achter. Soms vindt dit echter eerder plaats, tijdens de LBV-fase.
Je hebt ook nog de categorie van hypermassieve sterren, waarbij de fusieprocessen zo snel gaan dat ze de kans niet krijgen om te transformeren en vlak na hoofdgroepfase ‘meteen’ supernova gaan. Geen gewone supernova: een speciale vorm van hypernova die “pair instability supernova” genoemd worden (wederom geen eenduidelijke nomenclatuur) en die laten dus helemaal niks achter, zelfs geen zwart gat.
Sterren uit nog zwaardere categorieën zouden in het verre verleden nog bestaan kunnen hebben als onderdeel van de Populatie I maar die bestaan niet meer. Hun evolutie is onbekend, hoewel ze vermoedelijk hun leven eindigen als midzware zwarte gaten, wellicht de zaden van de supermassieve zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Goed, een hoop informatie om te verteren dus ik zwaai af.