Het is een bekend astronomisch feit dat jonge sterren vaak door de adolescentie gaan en stoffige formaties vormen van planetaire ringen, protoplanetaire schijven genoemd. Maar nieuwe waarnemingen tonen aan dat zelfs de oude sterren, die hun laatste jaren in felle pijn leven, opvallend vergelijkbare kenmerken hebben. Deze ontdekking intrigeerde astronomen, maar ook verbijsterd: hebben stervende sterren ook planeten geproduceerd?
Dusty star death
De waarnemingen werden gedaan op de European Southern Observatory met de Very Large Telescope Interferometer (VLTI), gelegen in de Atacama-woestijn in Chili. De foto's laten zien: wanneer het leven van een ster ten einde is, produceert het de sterkste stofschijf ooit die een ster omringt.
Wanneer waterstofsterren in sterren zoals onze zon opraken, beginnen ze meer en meer zware elementen in hun kern af te voeren. Dit leidt ertoe dat de oude ster erg onstabiel wordt, in grootte opzwelt, in een rode reus verandert en krachtige sterrenwinden uitspuugt. Deze stellaire winden culmineren in de zogenaamde "planetaire nevel" rond de stellaire reus. Bovendien kan zich een stoffige ring vormen, die de interesse van astrofysici heeft gewekt.
Tot nu toe was het behoorlijk moeilijk om de stoffige schijven rond de stervende sterren te vinden. Natuurlijk vonden we veel jonge objecten met protoplanetaire schijven. Maar het zou leuk zijn om ze te vergelijken met oudere collega's. Met behulp van de VLTI ontdekten astronomen een van deze schijven rond de oude rode reus, 4000 lichtjaren verwijderd van de aarde. De ster, die een van de binaire paren is, wordt IRAS 08544-4431 genoemd. Haar kleinere binaire partner draait heel nauw om een grote ster binnen de hoofdschijf.
"Door het combineren van het licht van verschillende VLTI-telescopen, kregen we een beeld van verbluffende helderheid, vergelijkbaar met wat een telescoop met een diameter van 150 meter zou kunnen zien", zei astronoom Jacques Klusk van de Universiteit van Exeter (VK) in een persbericht van de European Southern Observatory (EYU). "De resolutie is zo hoog dat het lijkt alsof we de vorm en grootte van één euromunt zichtbaar vanaf een afstand van tweeduizend kilometer kunnen bepalen."
Interferometrie maakt gebruik van verschillende afzonderlijke telescopen die ver van elkaar zijn geplaatst. De afstand tussen hen creëert een "virtuele" telescoop, die groter is dan de som van de delen. In het geval van de VLTI bestaat het uit vier afzonderlijke telescopen, elk met een hoofdspiegel van meer dan 8 meter breed. Wanneer ze samen worden gebruikt, worden deze vier telescopen (plus vier hulptelescopen) gecombineerd tot één om een optische telescoop met een breedte van 150 meter te simuleren. Als het gaat om telescopen, des te meer, des te beter, waardoor het VLTI Observatorium een extreem hoge prestatie levert, in staat om de kleinste details vast te leggen in een stofschijf rond IRAS 08544-4431.
Stoffige geboorte van planeten?
Met behulp van een nieuwe techniek die het heldere licht van de centrale ster blokkeert, konden de onderzoekers de binnenrand van de schijf rond de grote ster zien, zoals voorspeld door theoretische modellen. De binnenranden van de stervormige schijven zullen altijd stofvrij zijn, omdat intense verhitting van de ster het binnenste materiaal zal verdampen. Als een bonus ontdekte de VLTI ook een kleinere stofring rond een tweede, mindere ster in een binair systeem. "We waren ook verrast om een zwakker licht te vinden dat waarschijnlijk afkomstig was van een kleine aanwasschijf rond een metgezel," voegde Michelle Nillen, hoofdauteur van een artikel gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics (Astronomy and Astrophysics) toe. - We wisten dat de ster dubbel is, maar we hadden niet verwacht de satelliet rechtstreeks te zien. Dit komt door een sprong in de prestaties van de nu nieuwe PIONIER-detector. Nu kunnen we de binnenste regionen van dit verre systeem zien. '
De observatie suggereerde dat deze oude stellaire schijven, zoals de protoplanetaire schijven rond kindersterren, kunnen leiden tot de opkomst van een tweede generatie van planetaire formatie, maar verdere waarnemingen zijn noodzakelijk.
"Onze observaties en modellering openen een nieuw venster voor het bestuderen van de fysica van deze schijven, evenals stellaire evolutie in dubbelsterren. Voor de eerste keer kunnen de complexe interacties tussen dichte binaire systemen en hun stoffige omgeving nu in ruimte en tijd worden bestudeerd ", aldus co-auteur Hans Van Winkel.
