Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Verbluffende James Webb-beelden tonen de geboorte en dood van massieve sterren

Rho Ophiuchi. Credit:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO-productieteam

De James Webb Ruimtetelescoop blijft ons verrassen met verbluffende beelden, maar waarvan precies? Astronoom Nienke van der Marel laat met drie beelden zien hoe massieve sterren een kort maar explosief leven leiden.

Slangendrager

In de afbeelding hierboven zien we Ophiuchus of de Slangendrager.

‘Dit stervormingsgebied is een paar miljoen jaar oud’, zegt Van der Marel. "Deze sterren groeien nog steeds en er vormen zich planeten omheen. Een groot deel van mijn onderzoek richt zich op deze regio."

De verschillende filters van de telescoop zorgen voor verschillende kleuren, legt Van der Marel uit. ‘Elk filter is gevoelig voor een ander type materiaal, dat een ander soort licht uitstraalt. Het rood dat je kunt zien is hete waterstof. Wanneer een ster wordt gevormd, schiet de energie in twee richtingen, waardoor gas uit de omringende wolk naar buiten wordt geduwd. zijn de rode jets die je op de afbeelding kunt zien."

Credit:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Productieteam

We kunnen ook enkele witte lichtpuntjes zien. "Dit zijn jonge sterren", zegt Van der Marel.

Ook zien we een grote boog.

Van der Marel vervolgt:‘Dat is het buitenste deel van een holte die wordt veroorzaakt door een jonge massieve ster, S1, die zich in het midden van die holte bevindt. S1 is ruim twintig keer zo zwaar als onze zon. Sterren als deze laten zo veel vrij energie waarmee ze al het materiaal om hen heen verhitten tot extreme temperaturen, waardoor chemische reacties ontstaan. Hierdoor ontstaat de holte die je kunt zien, met een gele rand van kleine stofdeeltjes."

Wat valt Van der Marel het meest op aan deze afbeelding?

“Als je ver genoeg inzoomt, zie je een soort zandloper. Dat vind ik het interessantst. Het is een schijf rond een ster die je vanaf de zijkant bekijkt. Het stof in de schijf absorbeert het licht van de ster en de materiaal erachter. In deze stofschijf klontert een deel van het stof samen en vormt planeten. We weten nog niet precies hoe

Het duurt miljoenen jaren voordat sterren en planeten ontstaan.

"We hebben uiteraard geen tijd om hun formatie te observeren", zegt Van der Marel. ‘Dus bestuderen we afbeeldingen van verschillende sterren van verschillende leeftijden en in verschillende fasen. Vervolgens proberen we ze in de juiste volgorde te plaatsen om te zien hoe planeten en sterren ontstaan. Afbeeldingen als deze geven ons een goed overzicht van verschillende sterren die zich in dezelfde tijd vormen. omgeving."

Credit:Universiteit Leiden

Wolf-Rayet 124

Hierboven zie je nog een afbeelding van een massieve ster, maar dan in een latere fase van zijn evolutie, zegt Van der Marel.

‘In het midden kunnen we een zogenaamde Wolf-Rayet-ster zien, een ster die het grootste deel van zijn waterstof heeft verbruikt en zijn atmosfeer al heeft verloren. Met een massa van meer dan twintig keer de massa van onze zon is het een enorme ster. En het is een miljoen keer helderder. Zware sterren zoals deze evolueren snel omdat ze zoveel materiaal bevatten en snel massa verliezen."

Deze ster zal over een paar honderdduizend jaar ontploffen, zegt Van der Marel.

Credit:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Productieteam

‘Op astronomische tijdschaal is zijn levensduur erg kort. Zware sterren ontploffen aan het einde van hun leven, wat wij een supernova noemen. Zodra de ster is geëxplodeerd, zal dit beeld er heel anders uitzien. Hun korte leven maakt Wolf-Rayet-sterren zeer zeldzaam. Er zijn er slechts 500 in de hele Melkweg."

Rondom de ster bevindt zich een wolk van roze, bruin en paars stof. ‘Dat stof is van het oppervlak van de ster weggeblazen. Deze foto zal ons helpen te leren hoe deze massieve sterren zwaardere elementen en stofdeeltjes verrijken. Alle elementen die nodig zijn om planeten en leven te vormen, worden hier gecreëerd. Dat kunnen we nu voor het eerst bestuderen. tijd."

Cassiopeia

Wat blijft er over van een massieve ster nadat deze is geëxplodeerd? Dat is wat we op de bovenstaande afbeelding kunnen zien. “Nadat er een supernova heeft plaatsgevonden, blijft er een wolk over die duizenden jaren nog zichtbaar is. Het oranje en rode materiaal is waterstof uit interstellaire materie die werd weggeduwd toen de ster explodeerde. Het lichtere, roze materiaal is waarschijnlijk het overblijfsel van de ster zelf. Dit zijn dus de elementen en atomen die in de ster zijn gemaakt."

Een supernova duurt gemiddeld enkele weken of maanden, legt Van der Marel uit:"Deze supernova gebeurde ongeveer 350 jaar geleden, dus het materiaal waar we naar kijken is al een tijdje stabiel."

Credit:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Productieteam

In het midden zien we ook een groene lus. Wat is het?

'Niemand weet het. Het wordt ook wel het 'groene monster' genoemd. Onderzoekers waren verrast toen ze het op de foto zagen. Niemand had het verwacht. Het is nog nooit eerder waargenomen in de overblijfselen van een supernova carrière bezig met de gegevens die voor dit beeld zijn verzameld. Astronomen kijken vaak naar één ding en zien iets totaal onverwachts. Dat maakt ons vakgebied zo leuk”, besluit Van der Marel.

Aangeboden door Universiteit Leiden