Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Massa-uitstoot reuzenster Èta Carinae verklaard met kosmische dubbelbotsing

De astronomen Simon Portegies Zwart van de Sterrewacht Leiden en Ed van den Heuvel van de Universiteit van Amsterdam hebben een mogelijke verklaring gevonden voor de gigantische massa-uitstoot van de dubbelster Èta Carinae. In hun computersimulatie vinden er twee sterbotsingen plaats, waarbij een van de drie oorspronkelijke sterren de karakteristieke ‘rokstructuur’ van Èta Carinae veroorzaakt. Binnenkort publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tussen 1838 en 1843 heeft Èta Carinae, de helderste ster van de Melkweg, twee enorme uitbarstingen ondergaan. Beide explosies gingen gepaard met de uitstoot van grote hoeveelheden heet gas in zeer specifieke richtingen. De daardoor ontstane verdeling van nevelig materiaal wordt vaak aangeduid als de Homunculusnevel, maar omdat de kleinere nevel de vorm van een rok heeft, noemen de onderzoekers hem ‘Smurfinnevel’.

Warrige nevels

Opname met de Hubble-ruimtetelescoop van de ‘Smurfinnevel’ met rok. De ster Èta Carinae – eigenlijk bestaande uit twee sterren, maar die zijn niet te onderscheiden – staat in het midden.  (J. Morse (Arizona State U.), K. Davidson (U. Minnesota) et al., WFPC2, HST, NASA)

De nevels zijn warrig, met veel stof- en gaswolken die alle kanten lijken uit te waaieren en hierdoor onverklaarbare vormen hebben aangenomen. Sterrenkundigen zijn al jaren bezig deze omgeving te begrijpen, maar een goede verklaring voor de combinatie van exotische morfologie, gasbewegingen en de heldere ster in het midden, was nog niet gevonden.

Model verklaart alles

Portegies Zwart en Van den Heuvel hebben nu een elegant en bevredigend model ontwikkeld dat alle waargenomen verschijnselen in één klap verklaart.

‘Tot nog toe namen we aan dat het centrale object een dubbelster betrof’, zegt prof. Van den Heuvel. ‘Maar toen we die aanname hadden losgelaten bleek een verklaring met drie sterren ineens heel logisch.’ ‘Het enige lastige was dat we in ons model een ster moesten laten verdwijnen’, voegt prof. Portegies Zwart toe. ‘Aangezien er geen andere sterren dicht in de buurt zijn, was de beste oplossing om die derde ster op te laten eten door een van de nog zichtbare sterren.’

2 botsingen tussen sterren

Botsingen tussen sterren komen in de Melkweg geregeld voor, maar zijn nog nooit waargenomen. Dit komt doordat de botsing zelf maar kort duurt. In dit geval zijn er eigenlijk 2 botsingen geweest. In 1838 zijn twee van de sterren nogal gewelddadig op elkaar geknald, waarbij de gasuitstoot de Smurfinnevel heeft gevormd. De opgezwollen ster werd 5 jaar later geschampt door zijn nog overgebleven begeleider. Dit gaf aanleiding tot een 2e uitbraak van materiaal. De symmetrie van de tweede botsing verklaart precies de rok van de Smurfin.

‘Dergelijke dubbele botsingen zijn niet zeldzaam’, zegt Van den Heuvel. ‘Veel sterren worden geboren in drievoudige systemen, en die zijn onderhevig aan zwaartekrachtsresonanties die gemakkelijk aanleiding geven tot dit soort botsingen.’ Het model van Portegies Zwart en Van den Heuvel wordt binnenkort gepubliceerd in het vaktijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zie ook
arXiv article