Persbericht

Reusachtige bellen aan het oppervlak van een rode reuzenster

20 december 2017

Astronomen die gebruik maken van de Very Large Telescope van ESO, hebben voor het eerst rechtstreeks granulatiepatronen waargenomen op het oppervlak van een ster buiten ons zonnestelsel – de oude rode reus π1 Gruis. Deze opmerkelijke nieuwe opname van het PIONIER-instrument toont de convectiecellen die het oppervlak vormen van deze enorme ster, die 350 keer zo groot is als de zon. Elke cel beslaat meer dan een kwart van de middellijn van de ster en is ongeveer 120 miljoen kilometer breed. Deze nieuwe resultaten worden deze week gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

De rode reus π1 Gruis is een koele ster in het sterrenbeeld Grus (Kraanvogel) op 530 lichtjaar van de aarde. Hij heeft ongeveer dezelfde massa als onze zon, maar is 350 keer zo groot en duizenden malen helderder [1]. Onze zon zal over ongeveer vijf miljard jaar opzwellen tot een soortgelijke rode reuzenster.

Een internationaal team van astronomen onder leiding van Claudia Paladini (ESO) heeft het PIONIER-instrument op de Very Large Telescope van ESO gebruikt om π1 Gruis gedetailleerder dan ooit tevoren waar te nemen. Daarbij is ontdekt dat het oppervlak van deze rode reus uit slechts een paar convectiecellen of granules bestaat, die elk ongeveer 120 miljoen kilometer breed zijn – ongeveer een kwart van de middellijn van de ster [2]. Eén zo’n granule zou zich uitstrekken van de zon tot voorbij Venus. De oppervlakken oftewel fotosferen van veel reuzensterren gaan schuil achter stof, wat de waarnemingen belemmert. Bij de nieuwe infraroodwaarnemingen van π1 Gruis speelde stof echter geen rol van betekenis, alhoewel zich ver van de ster wel degelijk stof bevindt [3].

Toen de waterstof in de kern van π1 Gruis lang geleden opraakte, sloot deze oude ster de eerste fase van zijn kernfusieprogramma af. Door gebrek aan energie kromp hij ineen, waardoor de temperatuur opliep tot meer dan 100 miljoen graden. Deze extreme hitte heeft de volgende fase aangewakkerd, waarbij helium tot zwaardere atomen zoals koolstof en zuurstof begon te fuseren. De intens hete kern verdreef vervolgens de buitenste lagen van de ster, waardoor deze tot honderden keren hun oorspronkelijke grootte opzwollen. De ster die we vandaag waarnemen is een veranderlijke rode reus. Het oppervlak van zo’n ster is nog nooit eerder gedetailleerd in beeld gebracht.

Ter vergelijking: de fotosfeer van de zon bestaat uit ongeveer twee miljoen convectiecellen, met afmetingen van slechts 1500 kilometer. Het enorme verschil in grootte tussen de convectiecellen van deze twee sterren kan gedeeltelijk worden verklaard door het verschil in zwaartekracht aan het steroppervlak. π1 Gruis heeft slechts 1,5 keer de massa van de zon, maar is veel groter. Dat resulteert in een veel geringere zwaartekracht aan het steroppervlak en slechts enkele, extreem grote granules.

Waar sterren van meer dan acht zonsmassa’s hun leven afsluiten met een spectaculaire supernova-explosie, stoten minder zware sterren zoals deze geleidelijk hun buitenste lagen af, wat resulteert in prachtige planetaire nevels. Bij eerdere onderzoeken van π1 Gruis is op 0,9 lichtjaar van de centrale ster een schil van materie ontdekt, waarvan men aanneemt dat deze zo’n 20.000 jaar geleden is afgestoten. Deze relatief korte periode in het leven van een ster duurt slechts enkele tienduizenden jaren, wat schril afsteekt bij een totale levensduur van enkele miljarden jaren. Deze waarnemingen introduceren een nieuwe methode om die vluchtige rodereuzenfase te onderzoeken.

Noten

[1] De naam π1 Gruis volgt de zogeheten Bayer-aanduiding. In 1603 classificeerde de Duitse astronoom Johann Bayer 1564 sterren, en gaf hen een naam bestaande uit een Griekse letter gevolgd door de naam van het sterrenbeeld waar zij deel van uitmaakten. Doorgaans kregen deze sterren Griekse letters toegewezen in volgorde van hun schijnbare helderheid, waarbij de helderste de aanduiding Alfa (α) kreeg. De helderste ster van het sterrenbeeld Grus heet dan ook Alfa Gruis.

π1 Gruis maakt deel uit van een mooi tweetal sterren met contrasterende kleuren die vlak naast elkaar aan de hemel staan. De andere ster wordt natuurlijk π2 Gruis genoemd. Ze zijn helder genoeg om goed waarneembaar te zijn met een verrekijker. In de jaren 30 van de 19de eeuw merkte Thomas Brisbane op dat π1 Gruis zelf ook weer een compacte dubbelster is. Annie Jump Cannon, bedenker van het Harvard-classificatieschema, was de eerste die in 1895 melding maakte van het ongewone spectrum van π1 Gruis.

[2] Granules zijn patronen van convectiestromen in het plasma van een ster. Hete plasma die opstijgt vanuit het centrum van een ster, dijt uit en komt aan de oppervlakte, om vervolgens af te koelen, donkerder en dichter te worden en naar het centrum te dalen. Dit proces gaat miljarden jaren door en speelt een belangrijke rol in tal van astrofysische processen, zoals energietransport, pulsgedrag, sterrenwind en stofwolken op bruine dwergen.

[3] π1 Gruis is een van de helderste voorbeelden van de zeldzame S-klasse van sterren die werd geïntroduceerd door de Amerikaanse astronoom Paul W. Merrill, die sterren met net zulke ongebruikelijke spectra in één groep wilde onderbrengen. π1 Gruis, R Andromedae en R Cygni werden de prototypen van deze klasse. Van hun vreemde spectra is nu bekend dat ze het resultaat zijn van het zogeheten ‘s-proces’ of ‘trage neutronenvangstproces’ dat verantwoordelijk is voor de vorming van de helft van de elementen zwaarder dan ijzer.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis’, van C. Paladini et al., dat op 21 december 2017 in het tijdschrift Nature wordt gepubliceerd.

Het onderzoeksteam bestaat uit C. Paladini (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel; ESO, Santiago, Chili), F. Baron (Georgia State University, Atlanta, Georgia, VS), A. Jorissen (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrijk), B. Freytag (Universiteit van Uppsala, Zweden), S. Van Eck (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel), M. Wittkowski (ESO, Garching, Duitsland), J. Hron (Universität Wien, Wenen, Oostenrijk), A. Chiavassa (Laboratoire Lagrange, Universiteit van Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frankrijk), J.-P. Berger (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrijk), C. Siopis (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel), A. Mayer (Universität Wien, Wenen, Oostenrijk), G. Sadowski (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel), K. Kravchenko (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel), S. Shetye (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Vrije Universiteit Brussel), F. Kerschbaum (Universität Wien, Wenen, Oostenrijk), J. Kluska (Universiteit van Exeter, Exeter, VK) en S. Ramstedt (Universiteit van Uppsala, Zweden).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen. VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die specifiek is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO speelt ook een belangrijke partnerrol bij ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Extremely Large Telescope, de ELT, die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

Contact

Claudia Paladini
ESO
Santiago, Chile
E-mail: cpaladin@eso.org

Alain Jorissen
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles
Brussels, Belgium
Tel: +32 (0) 2 6502834
E-mail: Alain.Jorissen@ulb.ac.be

Fabien Baron
Georgia State University
Atlanta, Georgia, USA
E-mail: fbaron@gsu.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobiel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso1741.

Over dit bericht

Persberichten nr.:eso1741nl
Naam:π1 Gruis
Type:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Giant
Facility:Very Large Telescope
Instruments:PIONIER
Science data:2018Natur.553..310P

Afbeeldingen

Het oppervlak van de rode reuzenster π1 Gruis, gezien door PIONIER van de VLT
Het oppervlak van de rode reuzenster π1 Gruis, gezien door PIONIER van de VLT
Overzichtsfoto van de hemel rond π1 Gruis
Overzichtsfoto van de hemel rond π1 Gruis
De rode reuzenster π1 Gruis in het sterrenbeeld Kraanvogel
De rode reuzenster π1 Gruis in het sterrenbeeld Kraanvogel

Video's

ESOcast 144 Light: Giant Bubbles on Red Giant Star’s Surface (4K UHD)
ESOcast 144 Light: Giant Bubbles on Red Giant Star’s Surface (4K UHD)
Alleen in het Engels
Inzoomen op de rode reuzenster π1 Gruis
Inzoomen op de rode reuzenster π1 Gruis

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.