science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hubble vangt gigantische ster op de rand van vernietiging

Ter viering van de 31e verjaardag van de lancering van NASA's Hubble-ruimtetelescoop, astronomen richtten het befaamde observatorium op een schitterende "celebrity star, " een van de helderste sterren in onze melkweg, omgeven door een gloeiende halo van gas en stof. Krediet:NASA, ESA, STScI

De uitdijende schil van gas en stof die de ster omringt is ongeveer vijf lichtjaar breed, die gelijk is aan de afstand van hier tot de dichtstbijzijnde ster voorbij de zon, Proxima Centauri.

De enorme structuur is gemaakt van een of meer gigantische uitbarstingen van ongeveer 10, 000 jaar geleden. De buitenste lagen van de ster werden de ruimte in geblazen - als een kokende theepot die van het deksel springt. Het uitgestoten materiaal heeft een massa van ongeveer 10 keer de massa van onze zon.

Deze uitbarstingen zijn het typische leven van een zeldzaam ras van sterren, een lichtgevende blauwe variabele, een korte krampachtige fase in het korte leven van een ultraheldere, glamoureuze ster die snel leeft en jong sterft. Deze sterren behoren tot de meest massieve en helderste sterren die we kennen. Ze leven maar een paar miljoen jaar, vergeleken met de ongeveer 10 miljard jaar durende levensduur van onze zon. AG Carinae is een paar miljoen jaar oud en woont 20, 000 lichtjaar in ons Melkwegstelsel.

Lichtgevende blauwe variabelen vertonen een dubbele persoonlijkheid:het lijkt alsof ze jaren in vredige gelukzaligheid doorbrengen en dan barsten ze uit in een prikkelbare uitbarsting. Deze kolossen zijn extreme sterren, heel anders dan normale sterren zoals onze zon. In feite, AG Carinae is naar schatting tot 70 keer massiever dan onze zon en schijnt met de verblindende schittering van een miljoen zonnen.

"Ik vind het leuk om dit soort sterren te bestuderen omdat ik gefascineerd ben door hun instabiliteit. Ze doen iets raars, " zei Kerstin Weis, een lichtgevende blauwe variabele expert aan de Ruhr Universiteit in Bochum, Duitsland.

Deze beelden zijn een samenstelling van afzonderlijke opnamen die zijn gemaakt door het WFC3/UVIS-instrument van de Hubble-ruimtetelescoop. Er werden verschillende filters gebruikt om smalle golflengtebereiken te bemonsteren. De kleur is het resultaat van het toewijzen van verschillende tinten (kleuren) aan elke monochromatische (grijswaarden) afbeelding die is gekoppeld aan een afzonderlijk filter. Krediet:NASA, ESA, STScI

Grote uitbarstingen zoals die welke de nevel hebben voortgebracht, komen een of twee keer voor tijdens de levensduur van een lichtgevende blauwe variabele. Een lichtgevende blauwe veranderlijke ster werpt alleen materiaal af als hij zichzelf als supernova dreigt te vernietigen. Vanwege hun massieve vormen en superhete temperaturen, lichtgevende blauwe veranderlijke sterren zoals AG Carinae zijn in een constante strijd om de stabiliteit te handhaven.

Het is een armworstelwedstrijd tussen stralingsdruk van binnenuit de ster die naar buiten duwt en zwaartekracht die naar binnen drukt. Deze kosmische match resulteert in het uitzetten en inkrimpen van de ster. De uitwendige druk wint af en toe de strijd, en de ster breidt zich uit tot zo'n immense grootte dat hij zijn buitenste lagen afblaast, als een vulkaan die uitbarst. Maar deze uitbarsting gebeurt alleen als de ster op het punt staat uiteen te vallen. Nadat de ster het materiaal heeft uitgeworpen, het trekt samen tot zijn normale grootte, komt weer tot rust, en wordt een tijdje stil.

Net als veel andere lichtgevende blauwe variabelen, AG Carinae blijft onstabiel. Het heeft kleinere uitbarstingen meegemaakt die niet zo krachtig waren als degene die de huidige nevel creëerde.

Hoewel AG Carinae nu in rust is, als een superhete ster blijft hij brandende straling en krachtige stellaire wind (stromen van geladen deeltjes) uitstoten. Deze uitstroom blijft de oude nevel vormen, ingewikkelde structuren vormgeven terwijl uitstromend gas in de langzamer bewegende buitenste nevel slaat. De wind gaat tot 670, 000 mijl per uur (een miljoen km/u), ongeveer 10 keer sneller dan de uitdijende nevel. Overuren, de hete wind haalt het koelere verdreven materiaal in, ploegt erin, en duwt het verder weg van de ster. Dit "sneeuwploeg"-effect heeft een holte rond de ster vrijgemaakt.

Het rode materiaal is gloeiend waterstofgas doorspekt met stikstofgas. Het diffuse rode materiaal linksboven geeft aan waar de wind door een dun materiaalgebied is gebroken en het de ruimte in heeft geveegd.

Ter viering van de 31e verjaardag van de lancering van NASA's Hubble-ruimtetelescoop op 24 april, 1990, astronomen richtten het befaamde observatorium op een schitterende ‘celebrity star, ” een van de helderste sterren in onze melkweg, omgeven door een gloeiende halo van gas en stof. Hubble's senior projectwetenschapper, Dr. Jennifer Wiseman, neemt ons mee op een rondleiding door dit verbluffende nieuwe beeld, beschrijft de huidige gezondheid van de telescoop, en vat enkele van Hubble's bijdragen aan de astronomie van het afgelopen jaar samen. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center

De meest opvallende kenmerken, blauw gemarkeerd, zijn draadvormige structuren in de vorm van kikkervisjes en scheve bellen. Deze structuren zijn stofklonten die worden verlicht door het gereflecteerde licht van de ster. De kikkervisjesvormige kenmerken, meest prominent links en onderaan, zijn dichtere stofklompen die zijn gebeeldhouwd door de stellaire wind. Hubble's scherpe blik onthult deze delicate uitziende structuren tot in detail.

De foto is gemaakt in zichtbaar en ultraviolet licht. Ultraviolet licht biedt een iets duidelijker beeld van de draadvormige stofstructuren die zich helemaal naar beneden in de richting van de ster uitstrekken. Hubble is bij uitstek geschikt voor waarnemingen met ultraviolet licht omdat dit golflengtebereik alleen vanuit de ruimte kan worden bekeken.

enorme sterren, zoals AG Carinae, zijn belangrijk voor astronomen vanwege hun verstrekkende effecten op hun omgeving. Het grootste programma in de geschiedenis van Hubble - de Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards - bestudeert het ultraviolette licht van jonge sterren en de manier waarop ze hun omgeving vormgeven.

Lichtgevende blauwe veranderlijke sterren zijn zeldzaam:er zijn er minder dan 50 bekend van de sterrenstelsels in onze lokale groep van naburige sterrenstelsels. Deze sterren brengen tienduizenden jaren door in deze fase, een oogwenk in kosmische tijd. Van velen wordt verwacht dat ze hun leven beëindigen in gigantische supernova-explosies, die het universum verrijken met zwaardere elementen dan ijzer.