Foto: Tyrogthekreeper (cc, via Wikimedia Commons)
wetenschap

UvA’ers ontdekken wat de toekomst van onze zon kan zijn: cirkelen rond een partner

Marleen Hoebe,
10 april 2019 - 15:06

Sterrenkundigen stonden voor een groot raadsel: bejaarde sterren leken namelijk onverklaarbaar veel massa te verliezen. UvA’ers Alex de Koter en Rens Waters ontdekten samen met wetenschappers van andere universiteiten in het buitenland dat het maar schijn is. ‘De sterren hebben een partnerster, waardoor het materiaal van de sterren eerst een spiraal vormt voordat het in de ruimte verdwijnt.’

Alex de Koter van het Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde doet onderzoek naar ‘rode reuzen’. Dit zijn sterren, die vroeger op de zon leken, maar nu in het laatste stadium van hun leven zijn. ‘Ze zijn heel groot; ze kunnen wel honderd keer groter dan de zon zijn,’ vertelt De Koter.

Foto: Dirk Gillissen
Alex de Koter

‘We bekijken rode reuzen om iets te weten komen over hoe het uiteindelijk de zon vergaat; wat er gebeurt naarmate die ouder wordt. Op een gegeven moment zal de zon namelijk opzwellen en een rode reus worden. Waarschijnlijk zal het nog wel zes of zeven miljard jaar duren voordat de zon doodgaat, maar we onderzoeken hoe de eigenschappen van de zon gaan veranderen door sterren met een vergelijkbare levensloop, die ouder zijn, waar te nemen.’

 

Telescoop in de Atacama-woestijn

De rode reuzen kun je waarnemen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array-(ALMA-)telescoop die hoog in het Chileense Andesgebergte staat. Het is een gek gezicht: 66 schotelantennes die verspreid staan over de zeer droge Atacama-woestijn, maar met deze telescoop kun je wel erg goed scherpe foto’s van het heelal nemen. Hierdoor kunnen sterrenkundigen beter onderzoek doen naar sterren zoals rode reuzen.

 

‘Een ster die aan het einde van haar leven zit verliest veel massa,’ legt De Koter uit. ‘We konden al afleiden hoe lang een ster bezig is met dat massaverlies, maar dankzij Alma kunnen we nu ook bestuderen hoe dit precies gaat.’

Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
In het midden de rode reus met daaromheen de sterrenwind die een spiraal vormt

Sterrenwind

Onze zon verliest al wat materiaal, alleen dit gaat heel langzaam. ‘Dat is echt niks. Een subgroep van de rode reuzen, de extreme OH/IR-sterren, lijkt in vijfduizend jaar evenveel massa te verliezen als onze zon heeft. Dit stroomt in de vorm van sterrenwind recht omhoog vanaf het steroppervlak. Niemand begreep hoe dat in zijn werk gaat en niemand begreep waarom die extreme sterwind slechts een paar eeuwen geleden begonnen leek te zijn – want dat blijkt uit onze analyses. Statistisch gezien kan dit laatste niet. Uit ons onderzoek blijkt nu dat het massaverlies van deze sterren veel complexer in elkaar steekt.’

‘De rode reus en een partner draaien om elkaar heen. Dat draaien beïnvloedt de ruimtelijke structuur van het materiaal dat uit de rode reus stroomt’

De Koter en zijn collega’s bekeken met behulp van Alma hoe de sterrenwind van twee extreme OH/IR-sterren beweegt. ‘We zagen dat de sterrenwind van deze sterren een spiraalachtige structuur aanneemt. Hierdoor ontdekten we dat deze rode reuzen niet alleen zijn, maar een compagnon moeten hebben. De rode reus en een partner draaien om elkaar heen. Dat draaien beïnvloedt de ruimtelijke structuur van het materiaal dat uit de rode reus stroomt, waardoor een spiraalachtige structuur rondom de partners ontstaat. Het materiaal blijft daardoor langer in de buurt van de sterren hangen.’

 

Partner lastig te ontdekken

Een partnerster zorgt er dus voor dat het lijkt alsof een rode reus ontzettend veel massa verliest. Die partner is alleen lastig te ontdekken. ‘Een rode reus kan duizend keer helderder zijn dan haar compagnon, waardoor die haar partner totaal overstraalt,’ zegt De Koter. ‘Dat zorgt ervoor dat we de partnerster niet kunnen zien. Met Alma kunnen we door de structuur van het gas te bekijken toch achterhalen waar de compagnonster staat.’

 

Uiteindelijk willen De Koter en de andere sterrenkundigen nog achttien andere sterren onderzoeken. ‘Tien hiervan lijken heel erg op de twee rode reuzen die we nu hebben bekeken. Als dit ook extreme OH/IR-sterren zijn, verwachten we dat ze een partner hebben. Wanneer dit zo is, hebben we het probleem van het extreme massaverlies doorgrond. Anders moeten we terug naar de tekentafel.’