De Grote Magelhaense Wolk. Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/SMASH/D. Nidever (Montana State University) Image processing: Travis Rector (University of Alaska Anchorage), Mahdi Zamani & Davide de Martin.
Het goed kunnen bepalen van afstanden in het heelal is zeer belangrijk voor de kosmologie omdat het sterrenkundigen meer kan vertellen over de snelheid waarmee het heelal uitdijt, iets wat het al sinds de oerknal 13,8 miljard jaar geleden doet. Dé maat voor die snelheid is de Hubble constante H0 – de ‘0’ duidt op de snelheid waarmee het heelal NU uitdijt. Er zijn grofweg twee methodes om H0 te meten, bij de ene kijken ze naar de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB) en leiden daaruit de huidige uitdijingssnelheid af, bij de andere kijken ze naar objecten dichtbij, zoals Cepheïden en type Ia supernovae, en leiden ze daaruit de huidige uitdijingssnelheid af. Dat leidt tot twee uiteenlopende waarden voor H0, waarbij het pleit voor één van de waarden nog niet beslecht is en er sprake is van een spanning, de Hubble spanning geheten.
Bij #10: de ’tip of the red giant branch’ (TRGB). Credit: CC BY-SA 4.0
Maar er zijn meer methodes om kosmische afstanden te meten en mogelijk dat die uitkomst bieden in het debat over de waarde van H0. Eén van die methodes is die van de zogeheten ’tip of the red giant branch’ (TRGB), genoemd naar een plek in het bekende Hertzsprung-Russeldiagram van sterren. Over die TRGB heb ik het vier jaar geleden al eens gehad – lees die blog over de ins and outs. Zodra in de kern van een rode reus het helium gaat ontbranden (de zogeheten heliumflits, bij #9 in de diagram hierboven) belandt de ster in een vrijwel horizontale tak van het HR diagram, waarbij de ster vrijwel dezelfde lichtkracht houdt, maar de temperatuur stijgt. Door de schijnbare lichtkracht van een rode reus tijdens de TRGB-fase te meten en die te vergelijken met de absolute lichtkracht [1]Hun absolute lichtkracht in de I-band bedraagt -4,0 ±0,1m. kan men de afstand tot de ster bepalen. Probleem is dat alle rode reuzen in die TRGB-fase periodiek veranderlijk zijn en dat hangt weer samen met oscillerende geluidsgolven die door de ster denderen, waardoor ze uitzetten en krimpen. Dat zorgt voor een onzekerheid in de metingen.
Maar dankzij waarnemingen gedaan met het Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) en met de Europese Gaia ruimtetelescoop aan rode reuzen in de Grote Magelhaense Wolk (zie foto bovenaan) is men meer te weten gekomen over die veranderlijkheid van rode reuzen in de TRGB-fase. Wat blijkt: Jongere rode reuzensterren nabij de TRGB zijn iets minder helder dan hun oudere neven. De oudere sterren oscilleren op een lagere frequentie – net zoals een bariton met een diepere stem zingt dan een tenor. Op die manier kan men de ouderdom van de rode reus bepalen en exact zien waar ‘ie zich in de TRGB-fase bevindt. En dat leidt dan weer tot een betere bepaling van de afstand tot de ster.
Meer hierover kan je lezen in het vakartikel van Richard I. Anderson et al, Small-amplitude Red Giants Elucidate the Nature of the Tip of the Red Giant Branch as a Standard Candle, The Astrophysical Journal Letters (2024).
Bron: Phys.org.
Voetnoten
| ↑1 | Hun absolute lichtkracht in de I-band bedraagt -4,0 ±0,1m. |
|---|
Speak Your Mind