Astronomen maken eerste close-up foto van een ster buiten ons Melkwegstelsel

by maurya18@gmail.com
November 21, 2024

Persbericht

21 november 2024

‘We zijn er voor het eerst in geslaagd om in te zoomen op een stervende ster in een sterrenstelsel buiten onze eigen Melkweg,’ zegt Keiichi Ohnaka, een astrofysicus van de Universidad Andrés Bello in Chili. De ster – WOH G64 – is maar liefst 160.000 lichtjaar van ons verwijderd en kon in beeld worden gebracht dankzij de uitzonderlijke beeldscherpte van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). De nieuwe waarnemingen tonen een ster die gas en stof uitstoot in het laatste stadium voordat hij een supernova wordt.

‘We ontdekten een eivormig cocon dat de ster nauw omsluit’, zegt Ohnaka, hoofdauteur van een onderzoeksverslag dat vandaag wordt gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. ‘We zijn enthousiast, omdat dit verband kan houden met de enorme uitstoot van materie die een stervende ster produceert in de aanloop naar een supernova-explosie.’

Astronomen hebben een stuk of twintig ingezoomde foto’s gemaakt van sterren in ons Melkwegstelsel, en zo hun eigenschappen kunnen vaststellen. Maar het overgrote deel van de sterren maakt deel uit van andere sterrenstelsels. En die staan zo ver weg dat het heel veel moeite kost om er zelfs maar eentje gedetailleerd waar te nemen. Tot nu toe dan.

De nu een beeld gebrachte ster, WOH G64, maakt deel uit van de Grote Magelhaense Wolk, een van de kleine sterrenstelsels die de Melkweg begeleiden. Astronomen weten al tientallen jaren van het bestaan van deze ster en betitelen hem als een ‘reuzenster’. WOH G64 is namelijk ongeveer tweeduizend keer zo groot als onze zon en staat te boek als een rode superreus.

Ohnaka’s team was al een hele tijd geïnteresseerd in deze reuzenster. In 2005 en 2007 gebruikten ze de VLTI van ESO in de Chileense Atacama-woestijn om meer te weten te komen over de kenmerken van de ster. Maar een echte foto van de ster kon toen nog niet worden gemaakt.

Voor de gewenste opname moest het team wachten op de ontwikkeling van een nieuw instrument van de VLTI: GRAVITY. Nadat ze hun nieuwe resultaten hadden vergeleken met eerdere waarnemingen van WOH G64, ontdekten de astronomen tot hun verbazing dat de ster de afgelopen tien jaar zwakker was geworden.

‘We hebben ontdekt dat de ster in de afgelopen tien jaar een significante verandering heeft ondergaan, wat ons de unieke kans biedt om het leven van een ster live te volgen,’ zegt Gerd Weigelt, professor in de sterrenkunde aan het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland en medeauteur van het onderzoeksverslag. Tijdens hun laatste levensfase stoten rode superreuzen zoals WOH G64 hun buitenste lagen van gas en stof af – een proces dat duizenden jaren kan duren. ‘Deze ster is een van de meest extreme in zijn soort en elke grote verandering kan hem dichter bij een explosief einde brengen,’ voegt medeauteur Jacco van Loon, gepromoveerd aan de Universiteit van Amsterdam en sinds 2001 verbonden aan de Keele-universiteit in het Verenigd Koninkrijk, die WOH G64 al sinds de jaren 90 waarneemt, daaraan toe.

Het team denkt dat de uitgestoten materie ook verantwoordelijk kan zijn voor het dimmen en voor de onverwachte vorm van de stofcocon om de ster. De nieuwe foto laat zien dat de cocon uitgerekt is, wat als een verrassing kwam voor wetenschappers die op basis van eerdere waarnemingen en computermodellen een andere vorm hadden verwacht. Het team denkt dat de eivorm van de cocon verklaard kan worden door ofwel de materie-uitstoot van de ster ofwel door de invloed van een nog niet ontdekte begeleidende ster.

Naarmate de ster zwakker wordt, wordt het steeds moeilijker om er close-up foto’s van te maken – zelfs voor de VLTI. Geplande updates van de instrumenten van de telescoop, zoals de toekomstige GRAVITY+, beloven hier echter snel verandering in te zullen brengen.

‘Vergelijkbare vervolgwaarnemingen met ESO-instrumenten zullen van belang zijn om te begrijpen wat zich in de ster afspeelt’, concludeert Ohnaka.

Meer informatie

De Very Large Telescope Interferometer van ESO is in staat om licht te combineren dat is verzameld door de telescopen van ESO’s Very Large Telescope (VLT) – ofwel de vier 8-meter hoofdtelescopen of de vier kleinere hulptelescopen – wat zeer detailrijke opnamen van de kosmos oplevert. Dit maakt de VLTI tot een ‘virtuele’ telescoop met een resolutie die gelijk is aan de maximale afstand tussen de afzonderlijke telescopen. Dit proces is zeer complex en vereist instrumenten die speciaal voor deze taak zijn ontworpen. In 2005 en 2007 had het team van Ohnaka toegang tot de eerste generatie van deze instrumenten: MIDI. Hoewel indrukwekkend voor die tijd, combineerden de waarnemingen met MIDI slechts het licht van twee telescopen. Inmiddels hebben de onderzoekers met GRAVITY, een instrument van de tweede generatie tot hun beschikking, dat het licht van vier telescopen kan opvangen. De verbeterde gevoeligheid en resolutie maakte de afbeelding van WOH G64 mogelijk. Maar daar blijft het niet bij. GRAVITY+ is een geplande upgrade van GRAVITY die zal kunnen profiteren van diverse technologische updates die op de VLTI en VLT zijn uitgevoerd. Hiermee zal de VLTI objecten kunnen zien die zwakker en verder weg zijn dan ooit tevoren.

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in een artikel dat in Astronomy & Astrophysics verschijnt (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202451820).

Het onderzoeksteam bestaat uit: K. Ohnaka (Instituto de Astrofísica, Departamento de Física y Astronomía, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andrés Bello), K.-H. Hofmann (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland [MPIfR]), G. Weigelt (MPIfR), J. Th. van Loon (Lennard-Jones Laboratories, Keele-universiteit, VK), D. Schertl (MPIfR), S.R. Goldman (Space Telescope Science Institute, Baltimore, VS).

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals surveytelescopen zoals VISTA. Ook zal ESO op Paranal de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’ – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.