Raadselachtige (kerst)sterrenkunde

De gloeiend hete ruimtedans van de Eta Carinae

Nasa

Op 7.500 lichtjaar van de aarde dansen twee reusachtige sterren om elkaar heen in een mysterieuze ruimte-nevel. Met hun zwaartekracht rukken ze elkaar de slierten plasma van het lijf, zo hard dat ze miljoenen graden heet worden. Een Leidse promovendus bouwde het na in een computermodel.

n 1837 werd een ster in het sterrenbeeld Kiel steeds helderder. Chinese en Westerse sterrenkundigen zagen het door hun telescopen, en Australische Aboriginals namen het waar met hun blote ogen. In 1841 was de ster zelfs bijna net zo fel als Sirius, de helderste ster aan de hemel. Dat klinkt op het eerste gezicht niet heel indrukwekkend. Alleen stond deze ster, Eta Carinae, grofweg achthonderd keer zo ver weg van de aarde als Sirius. Er gebeurde daar iets groots.
Sterrenkundigen weten niet precies wàt er gebeurde. Geen supernova, waarbij een ster ontploft, in elk geval: Eta Carinae zit er nog. Eind jaren negentig bleek zelfs dat er twee sterren zitten. ‘Misschien dat het er ooit drie waren, en dat de derde op de een of andere manier is samengesmolten’, vertelt promovendus Nicola Clementel. ‘We hebben er domweg geen bewijs voor. Er is een ontploffing geweest, en daarbij is een nevel ontstaan: de Homunculus-nevel.’
Sterrenkundigen zijn dolgelukkig met die nevel en de twee sterren erin, vertelt Clementels co-promotor Tom Madura, een NASA-onderzoeker die voor Clementels promotie op bezoek is in Nederland. ‘Je kan geen ster nabouwen in het lab, dus we moeten het doen met de sterren die zo dichtbij staan dat we ze goed kunnen bestuderen. Eta Carinae ligt op 7.500 lichtjaar afstand, dat is vlakbij, in sterrenkunde-termen. Het speelt een rol in onderzoek naar sterevolutie, naar de interactie in dubbelsterren, naar hoe zich elementen vormen in stervende sterren en nog veel meer.’
Het onderzoek van Clementel is theoretisch werk: om te begrijpen wat er nou precies gebeurt in die nevel, programmeerde de Italiaan een 3D computermodel van Eta Carinae. Het gaat er nog steeds behoorlijk lomp aan toe in de Homunculusnevel, blijkt.
Om te beginnen zijn die twee sterren enorm. De grootste is ongeveer negentig keer zwaarder dan onze zon, en de andere ster dertig keer. Ze raken wel flink wat van die massa kwijt. Net zoals onze zon zonnewind heeft, zo hebben de twee sterren sterrenwind: ze zijn zo heet dat ze het spul waar ze van gemaakt zijn de ruimte in slingeren. Stelt u zich een bolvormige douchekop voor, die alle kanten opspuit.
In Eta Carinae heb je twee van die douchebollen die in een ellips om elkaar heen draaien. Als ze dicht bij elkaar in de buurt zijn, gaat de kraan verder open omdat de sterren aan elkaar pulken met hun zwaartekracht. En ze komen wel erg dicht bij elkaar: op het intiemste punt van de ellips staan ze bijna net zo dicht bij elkaar als de aarde bij de zon.
Tijdens zo’n onderonsje botsen de zonnewinden op elkaar, en raken ze in een soort knoop. Clementel: ‘Die energie moet ergens heen; dus wordt het gas honderden miljoenen graden heet. Daardoor zenden ze licht en andere soorten straling uit. De sterrenwinden botsen ook zodanig dat een soort omgekeerde trechter ontstaat. Zo gaat het licht van de botsende winden niet alle kanten op, maar gaat het rond als de bundel van een vuurtoren.
‘Dat is echter maar het halve verhaal’, vervolgt Clementel: ‘De andere helft is het licht van de sterren zelf.’ Dat is nogal veel licht, want hoe zwaarder een ster is, hoe meer licht hij geeft: de grote ster is vijf miljoen keer helderder dan onze zon. ‘Als de zon zo fel was, zou het licht je van je plaats duwen’, aldus Madura. In Clementels simulatie komen de kolkende zonnewinden en het licht van de twee sterren samen. ‘Zo’n model is eigenlijk pas een jaar of vijf, zes mogelijk. Daarvoor was de computerkracht er nog niet. De formules kennen is één ding, maar de computer zeggen dat hij ze moet toepassen is iets anders. Als je het in drie dimensies doet, met de enorme verschillen die in dit sterrensysteem zitten, kom je al heel snel werkgeheugen tekort.’
Afgelopen zomer kwamen de twee sterren van Eta Carinae weer op hun dichtst bij elkaar. De Hubble-ruimtetelescoop stond erop gericht, en stuurde zijn meetgegevens naar de aarde. Vooralsnog kloppen die vrij aardig met wat Clementels model voorspelt.
Clementel: ‘Een van de dingen die we willen, is voorspellen wanneer er weer zo’n uitbarsting komt als in 1841. Er zijn aanwijzingen dat daar snel een supernova op kan volgen. Eta Carinae kan er op elk moment aan gaan. En als ‘ie gaat, krijgen we dat op aarde zeker mee.’ Ah. En hij stond dichtbij, zei u? ‘Er was laatst een paper dat voorrekende dat de supernova van Eta Carinae gepaard zou gaan met een zogeheten gammaflits’, vertelt Madura. Dat zijn onvoorstelbaar zware explosies, waarbij de ineenstortende ster een spuit gammastralen uitstoot langs zijn draai-as. ‘Je kunt uitrekenen dat als die straal onze kant opkomt, hij de helft van de aarde steriliseert. Gelukkig staat de draai-as niet op ons gericht.’ Hij pauzeert even, en glimlacht: ‘Dat is ook nog een goede reden om onderzoek te doen naar dit soort sterren.’

Zie ook: En hoe zit het met de kerstster?

Deel dit bericht:

Voorpagina

De angst voor de ander

Wat heeft de War On Terror te maken met een zestig jaar oud toneelstuk over heksen? De …

Achtergrond

Wetenschap

Studentenleven

Nieuws

Loon stijgt drie procent

Medewerkers van universiteiten krijgen een structurele loonsverhoging van drie procent en …

English page

Just shoot

An array of tiny needles works better than one large syringe. PhD candidate Koen van der …