Raadselachtige blauwe sterren aangetroffen in hartje Melkweg
Eens, vele miljarden jaren geleden, werden in het hele melkwegstelsel overvloedig sterren gevormd. Toen blies het zwarte gat in het centrum de binnenste regionen van het Melkwegstelsel schoon: gaswolken werden met zeer hoge snelheden de Melkweg uitgeblazen. Toch zijn er nu door Hubble blauwe zware sterren, “blue stragglers“, ontdekt die zo snel opbranden dat ze maar een paar miljoen jaar meegaan. Een pittige puzzel. Wat zorgt voor deze opmerkelijke verjongingskuur?
Blauwe achterblijvers
Blue stragglers, of blauwe achterblijvers, zijn sterren die veel jonger lijken dan ze horen te zijn. Blue stragglers worden zo genoemd omdat ze een vreemde eend in de bijt zijn,. Volgens gevestigde stervormingstheorieën jagen zware sterren er in recordtijd hun waterstof en helium doorheen. Ze houden het maar enkele miljoenen jaren uit voor zo ontploffen als supernova. Ze kunnen dus onmogelijk de vele miljarden jaren tussen de tijd dat galactische stormen de melkweg schoonveegden en nu, overleefd hebben. Ze zijn al een halve eeuw geleden in bolvormige sterrenhopen (volgens sommigen zijn dit dwergmelkwegstelsels met een centraal zwart gat) aangetroffen.
Ook blue stragglers in de kern van de Melkweg
Nu voor het eerst is een populatie van deze zeer zeldzame sterren aangetroffen in het hart van de Melkweg. Verschillende opnamen door de zeer gevoelige ruimtetelecoop Hubble toonden hun bestaan aan. Astronomen hopen nu de nog steeds controversiële stervormingsprocessen in het centrum van de Melkweg te begrijpen.
De bekendste blue straggler is misschien wel de reuzenster S2, die met een paar procent van de lichtsnelheid om het zwarte gat in het centrum van de Melkweg heenraast. De grootte en samenstelling van de blue straggler populatie die in de kern van de Melkweg is ontdekt, zal astronomen in staat stellen om te begrijpen of de kern van de Melkweg alleen uit oude sterren bestaat of uit een mengsel van oude en jonge sterren. Ook biedt de ontdekking een nieuwe testmogelijkheid om theorieën die voorspellen hoe blue stragglers zich vormen, in de bankschroef te zetten.
De resultaten ondersteunen het idee dat de centrale wolk van de melkweg al miljarden jaren geleden is gestopt met het vormen van sterren. Dit gebied is nu het domein van sterren van middelbare leeftijd zoals de zon (die zeer arm in “metalen” zijn dus hooguit gasreuzen als planeten kunnen hebben) en koelere rode dwergen. De blauwe reuzensterren die hier ooit ook werden gevormd zijn al miljarden jaren geleden ontploft.
Toevallige ontdekking
Deze ontdekking is een mooie serendipitaire bijkomstigheid van een in 2006 uitgevoerde waarnemingsserie met de naam Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS). Hubble bestudeerde 180.000 sterren in het dichtbevolkte centrale gebied van onze Melkweg, 26 000 lichtjaar ver, en kreeg zo informatie over hun variabiliteit. Oorspronkelijk had de zoektocht tot doel “hete Jupiters”, gasreuzen vlak bij de ster te vinden. Het SWEEPS team ontdekte echter ook 42 merkwaardige blauwe sterren onder de bulkpopulatie met een helderheid en temperatuur die alleen bij heel jonge sterren voorkomt. Er werd al langer vermoed dat er “blue stragglers” in de kern van de Melkweg voorkomen, maar nu is voor het eerst hun bestaan ook ondubbelzinnig aangetoond.
Hubble heeft zo’n scherp beeld dat ook Dopplerverschuivingen en parallaxmetingen door eigenbewegingen van sterren uitgevoerd kunnen worden. Sterren in het centrum van de Melkweg hebben een andere rotatiesnelheid dan sterren in de spiraalarmen. Door beelden twee jaar na elkaar te vergelijken kon ondubbelzinnig vast worden gesteld welke blauwe reuzen zich in de kern bewegen, dus welke blauwe reuzen blue stragglers waren.
De onderzoekers schatten dat van de 42 kandidaat-“blue stragglers” 18 tot 37 van hen waarschijnlijk echt tot deze groep behoren, met de rest bestaande uit voorgrondsobjecten en mogelijk een kleine populatie uiterst zeldzame jonge sterren uit het galactische centrum.
Sterbotsing of vampirisme?
Het is nog onduidelijk hoe “blue stragglers” zich vormen of dat er meer dan één mechanisme aan het werk is waardoor ze ontstaan. Volgens veel astronomen ontstaan blue stragglers uit een dubbelster. Als de waterstof van de zwaardere ster opgebrand is en hij aan zijn heliumvoorraad begint, zet de ster uit. De kleinere ster slokt dit gas op en groeit snel in massa, waardoor ook deze ster sneller opbrandt. Hierdoor stijgt de temperatuur van de ster zeer snel en straalt de ster met een blauwer licht. Een zeer dicht op elkaar staande dubbelster kan ook door voortdurend verlies van energie in een spiraal des doods terecht komen, waardoor ook samensmelting optreedt. Volgens een andere theorie zijn blue stragglers het gevolg van sterbotsingen: als twee sterren van iets meer dan een zonsmassa met elkaar botsen, levert dit een A-klasse reus op die zijn brandstof er in sneltreinvaart (enkele honderden miljoenen jaren, maar een paar procent van de levensduur van de zon) doorheen jaagt. Precies wat we ook waarnemen. Ook het aantal blue stragglers is ongeveer wat astronomen verwachten als ze het aantal sterbotsingen in een dicht cluster berekenen.
Mogelijk heeft de aanwezigheid van blue stragglers iets te maken met een ander mysterie: donkere materie. Als de donkere materie uit extreem koud moleculair waterstofgas (dat niet waar is te nemen met radiotelescopen) of waterstofijs bestaat, zouden deze een permanente bron van gas kunnen vormen waaruit deze sterren zich vormen. Deze theorie is echter uiterst omstreden. Het stralingsbombardement dat de rest van de kern van de melkweg gasvrij maakte, zou ook afgerekend moeten hebben met dit waterstof.
Bron:
NASA, Hubble Site
