Persbericht

Helderheidsvariaties van zonachtige sterren mysterieuzer dan gedacht

Contacten

7 december 2009

Een uitgebreide studie met ESO’s Very Large Telescope heeft het mysterie rond de helderheidsvariaties van zonachtige sterren vergroot. Ongeveer een derde van alle zonachtige sterren vertoont tijdens zijn laatste levensfase een tot nu toe onverklaarbare variatie in helderheid. Astronomen hebben de afgelopen decennia hiervoor verschillende verklaringen gegeven, maar de recente waarnemingen spreken deze allemaal tegen. De zoektocht naar een logische verklaring gaat verder.

“Astronomen tasten nog steeds in het duister,” zegt Christine Nicholls van Mount Stromlo Observatory, Australië, eerste auteur van een paper over dit onderzoek. “Uit onze uitgebreide waarnemingen van deze zonachtige sterren blijkt duidelijk dat alle eerdere verklaringen voor hun opmerkelijke gedrag niet kloppen.”

Het mysterie bestaat al sinds de jaren dertig van de vorige eeuw en betreft ongeveer een derde van alle zonachtige sterren in de Melkweg en andere sterrenstelsels. Sterren met een massa vergelijkbaar met die van de zon worden tegen het einde van hun leven rood, koel en extreem groot. Deze bejaarde sterren, ook wel rode reuzen genoemd, tonen een paar jaar heftige periodieke variaties in hun helderheid, waarna ze als witte dwerg tot rust komen.

“Met denkt dat deze variaties in helderheid worden veroorzaakt door sterpulsaties,” zegt Nicholls. “De gigantische ster zet uit en krimpt en wordt helderder en zwakker, in een regelmatig patroon. Een derde deel van deze sterren laat echter een onverklaarbare extra periodieke variatie zien die wel vijf jaar kan duren.”

Om de oorzaak van deze extra periodieke variatie te achterhalen observeerden astronomen ruim twee jaar lang 58 sterren in de Grote Magelhaense wolk. Ze verkregen spectra met de FLAMES/GIRAFFE spectrograaf op de Very Large Telescope en combineerden deze met data afkomstig van andere telescopen [1]. Zo kregen ze een indrukwekkende verzameling van de eigenschappen van deze variabele sterren.

Met behulp van zo’n uitgebreide dataset kan een kosmische puzzel meestal worden opgelost door de vele mogelijke verklaringen van de theoretici te reduceren. In dit geval zijn de waarnemingen echter in strijd met alle eerdere modellen en wordt deze veelbesproken kwestie opnieuw onderzoek van discussie. Dankzij deze studie zijn astronomen zich nu bewust van hun eigen ‘onwetendheid’, een drijfveer in de zoektocht naar kennis, volgens de oude Griekse filosoof Socrates.

“Deze nieuwe gegevens laten zien dat pulsaties een uiterst onwaarschijnlijke verklaring zijn voor de extra variaties in helderheid,” zegt team leader Peter Wood. “Een andere mogelijke verklaring van helderheidsvariaties van een ster is wanneer deze onderdeel is van een dubbelstersysteem. Onze waarnemingen zijn echter ook in strijd met deze hypothese.”

Het onderzoeksteam ontdekte verder dat deze onverklaarbare variaties er ook voor zorgen dat de reuzensterren materie uitstoten. “We hebben Sherlock Holmes nodig om dit frustrerende mysterie op te lossen,” concludeert Nicholls.

Noten

[1] Precieze helderheidmetingen zijn gemaakt met waarnemingen met de MACHO en OGLE op telescopen in respectievelijk Australië en Chili. De OGLE waarnemingen werden tegelijkertijd uitgevoerd als de VLT waarnemingen.

Meer informatie

Dit onderzoek is gepresenteerd in twee papers: een verscheen in de november editie van Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (“Long Secondary Periods in Variable Red Giants”, by C. P. Nicholls et al.), en de andere is net gepubliceerd in Astrophysical Journal (“Evidence for mass ejection associated with long secondary periods in red giants”, by P. R. Wood and C. P. Nicholls).

Het onderzoeksteam bestaat uit Christine P. Nicholls en Peter R. Wood (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australia National University), Maria-Rosa L. Cioni (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK) en Igor Soszyński (Warsaw University Observatory).

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa en wereldwijd het meest productieve astronomische observatorium. ESO wordt ondersteund door 14 landen: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit gericht op het ontwerp, de bouw en de exploitatie van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol in het bevorderen en organiseren van samenwerking in het sterrenkundig onderzoek. ESO exploiteert drie observatielocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal exploiteert ESO de Very Large Telescope (VLT), 's werelds meest geavanceerde optische observatorium en ESO is de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA. ESO is momenteel bezig met ontwerpstudies voor de 42-meter Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescoop ( E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

Research papers: http://arxiv.org/abs/0907.2975 and http://arxiv.org/abs/0910.4418

Contact

Christine Nicholls
Mount Stromlo Observatory
Australia
Tel: +61-2-6125 0222
E-mail: Nicholls@mso.anu.edu.au

Peter Wood
Mount Stromlo Observatory
Australia
Tel: +61-2-6125 8032
E-mail: wood@mso.anu.edu.au

Rodrigo Alvarez (press contact België)
ESO Science Outreach Network en Planetarium, Royal Observatory of Belgium
Tel: +32-2-474 70 50
E-mail: eson-belgië@eso.org

Connect with ESO on social media