De ster verliest massa terwijl hij verandert in een witte dwerg
Drie ringen van uitgestoten gas varen weg van een ouder wordende ster genaamd V Hydrae, te zien op dit radiobeeld in valse kleuren van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chili.
Enorme ringen van gas omringen een grote rode ster genaamd V Hydrae, zo blijkt uit nieuwe beelden, die de uiteindelijke transformatie in een veel kleinere en blauwere ster signaleren.
“Het ondergaat absoluut zijn metamorfose”, zegt Raghvendra Sahai, een astronoom bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. “Zulke ringachtige structuren zijn nog nooit eerder in een dergelijk object gezien.”
Waarnemingen van de drie concentrische ringen, die allemaal in de afgelopen 800 jaar door de ster zijn uitgestoten, zouden astronomen kunnen helpen begrijpen hoe reuzensterren aan het einde van hun leven massa verliezen en de kosmos bezaaien met planeet- en levensvormende elementen.
V Hydrae, geboren ongeveer twee keer zo zwaar als de zon en ongeveer 1300 lichtjaar van de aarde verwijderd, is wat bekend staat als een asymptotische reuzentakster. Het heeft ooit waterstof in zijn kern gefuseerd, zoals de zon doet. Maar nu is het een koele, schitterende, opgeblazen ster die afwisselend waterstof en helium verbrandt in schillen rond een koolstof-zuurstofkern. Zulke sterren werpen veel materiaal de ruimte in.
“De processen waardoor dit gebeurt, worden niet goed begrepen”, zegt Sahai, die V Hydrae sinds de jaren tachtig bestudeert.
Zijn team gebruikte de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array van radiotelescopen in Chili, ook bekend als ALMA, om de drie ringen van gas. Daarachter liggen drie extra ringen, die zwakker zijn en slechts gedeeltelijk worden gezien, rapporteren Sahai en collega’s in een paper die op 18 februari is ingediend op arXiv.org.
De buitenste volledige ring bevindt zich nu ongeveer 260 miljard kilometer van de ster, of 1740 keer zo ver als de aarde van de zon verwijderd is – meer dan 40 keer de afstand van Pluto tot de aarde. Door de snelheid te meten waarmee de drie volledige ringen naar buiten bewegen en hun huidige afstanden tot de ster, berekenen de astronomen dat ze ongeveer 270, 485 en 780 jaar geleden zijn afgestoten.
Er wordt gedacht dat een andere ster om de paar honderd jaar in een elliptische baan om de hoofdbaan draait. Wanneer de metgezel erin duikt, kan het de gigantische ster ertoe aanzetten meer materiaal de ruimte in te werpen, zegt het team.
De nieuwe afbeelding is opvallend en ongebruikelijk, en het illustreert hoe een begeleidende ster het massaverlies van een gigantische ster versterkt, zegt Joel Kastner, een astronoom aan het Rochester Institute of Technology in New York die geen deel uitmaakte van het onderzoek. “Massaverlies is erg belangrijk omdat het de manier is waarop de elementen van het leven van de sterren naar het universum worden verspreid.”
Sterren zoals V Hydrae hebben het grootste deel van de stikstof in de lucht van de aarde gesmeed, evenals een groot deel van de koolstof van onze planeet, de basis voor al het leven op aarde (SN: 2/12/21; SN: 18/11/21). V Hydrae heeft zoveel koolstofverbindingen in zijn atmosfeer dat het geclassificeerd is als een koolstofster. Het is ook een van de roodste sterren die we kennen, omdat die verbindingen en stofdeeltjes het blauwe en violette licht absorberen.
Sahai verwacht dat het uitwerpen van materiaal door de ster zal doorgaan, maar, zegt hij, “het is een gok hoeveel ringen er nog zullen worden geproduceerd.”
Wanneer de ster zijn hele atmosfeer verliest, waarschijnlijk over vele duizenden jaren, zal hij zijn hete kern blootleggen, waarvan het ultraviolette licht het afgestoten materiaal zal doen gloeien, waardoor een prachtige gasbel ontstaat die bekend staat als een planetaire nevel.
Wanneer de nevel verdwijnt, zal er alleen nog maar een kleine blauwe ster overblijven – een witte dwerg – een beetje groter dan de aarde, plus ontelbare levengevende elementen die door de Melkweg zweven.
