KONINKLIJKE STERRENWACHT VAN BELGIE | RINGLAAN 3 | B-1180 BRUSSEL | BELGIE
ROB logo

Hyperreus Verbaast voor 30 Jaar

Een Europees onderzoeksteam, waaronder de Koninklijke Sterrenwacht van België, heeft de resultaten gepubliceerd van een 30 jaar durend onderzoek aan een bijzondere hyperreus. Ze hebben ontdekt dat over die tijd het oppervlak van de extreem lichtkrachtige ster HR 8752 met zo'n 3000 graden is toegenomen, waarbij ze door een uiterst zeldzame fase ging die de 'Gele Evolutionaire Leegte' heet. Hiermee is voor het eerst een belangrijke schakel gevonden in de levensloop van de allerzwaarste sterren.

Een team van sterrenkundigen uit zes Europese landen, met medewerking van de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB), heeft gedurende 30 jaar de hyperreus HR 8752 onderzocht die de zogenaamde 'Evolutionaire Leegte' doorkruist heeft, een levensfase waarin de zwaarste sterren erg onstabiel worden. Het team stelde vast dat de temperatuur aan haar oppervlak in minder dan 30 jaar verbazend snel steeg van 5000 tot 8000 graden. De resultaten van het onderzoek werden pas recent gepubliceerd in het vaktijdschrift Astronomy and Astrophysics, online beschikbaar via http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201117166. De ontdekking is een belangrijke nieuwe stap in het ontraadselen van de evolutie van hyperreuzen, de meest lichtkrachtige en zwaarste sterren van de Melkweg.

Hyperreuzen kunnen miljoenen keer meer licht uitstralen dan de Zon en ze hebben vaak een doormeter die honderden malen groter is. Zo is HR 8752 een kwart miljoen maal lichtsterker dan de Zon. Daardoor is ze op grote afstand van de Aarde reeds met een gewone verrekijker zichtbaar in het sterrenbeeld Cassiopeia. Met kent tegenwoordig slechts 12 van deze hyperreuzen in de Melkweg.

De 'Gele Evolutionaire Leegte' is een uniek stadium in het korte leven van een hyperreus waarin haar temperatuur en lichtkracht snel kunnen veranderen. Het team heeft ontdekt dat hun atmosferen dan erg onstabiel worden omdat er uitwaarts gerichte krachten optreden die gelijk of zelfs sterker worden dan de zwaartekracht. Door hun onstabiele atmosfeer verliezen hyperreuzen enorm veel gewicht in deze 'verboden zone', wat soms kan oplopen tot de massa van de Zon per jaar. Hyperreuzen die in de 'Evolutionaire Leegte' belanden willen er zo snel mogelijk weer uit weg. Daarom zitten haast alle hyperreuzen erbuiten.

Het team heeft vastgesteld dat HR 8752 een zeer zeldzame hyperreus is die een gedeelte van de Leegte gepasseerd heeft. De veranderingen van haar atmosfeer werden nauwkeurig gevolgd met regelmatige waarnemingen over 30 jaar.

Alex Lobel, mede-auteur van het onderzoek en KSB wetenschapper, legt uit dat "HR 8752 was rond 1980 identiek aan de eruptieve hyperreus Rho Cas die van het spectrale F type is, maar daarna is de atmosfeer van HR 8752 snel opgewarmd met 3000 graden en vertoont ze nu de spectrale eigenschappen van een hetere ster van het A type. We zijn verbluft over de enorme veranderingen van HR 8752 over deze periode."

Tussen 1900 en 1980 bleef de atmosferische temperatuur van HR 8752 vrijwel constant rond 5000 graden, maar tussen 1985 en 2005 steeg ze plots snel tot 8000 graden. Het team berekent dat haar straal tussen 1985 en 2005 daalde van 750 tot 400 keer die van de Zon. In 1985 werd immers besloten van een langdurig gecoördineerd waarneemprogramma van haar spectrum op te stellen toen het team vaststelde dat de hyperreus precies aan de rand van de 'Gele Leegte' zat en het begon te doorkruisen. "Ze heeft de Leegte door moeten worstelen en dat heeft de fysische eigenschappen van haar atmosfeer doen veranderen", verduidelijkt Lobel.

Het team toont verder aan dat de Leegte eigenlijk uit twee onderdelen bestaat waarin de atmosfeer van de hyperreus onstabiel is. Ze zijn het gevolg van de ionisatie van grote hoeveelheden waterstof en helium gas in haar atmosfeer en worden gescheiden door een beperkte zone rond 8000 graden waar de atmosfeer wat stabieler wordt.

Over het lot van HR 8752 is voorlopig niet veel bekend maar er gaan sterke vermoedens dat deze zware hyperreuzen sterven in een krachtige supernova explosie. Ofwel trekken ze snel doorheen de 'Gele Evolutionaire Leegte' en veranderen ze daarbij van gedaante in een hetere soort van wispelturige sterren die bekend staan als de "Lichtsterke Blauwe Variabelen". In elk geval zal dat niet onopgemerkt voorbij gaan volgens Kees de Jager en Hans Nieuwenhuijzen, de astronomen van het Netherlands Institute for Space Research te Utrecht die het onderzoek van HR 8752 over drie decennia intensief geleid hebben.

Met deze ontdekking is een belangrijke nieuwe stap gezet in de verklaring voor het bestaan van dit soort extreme sterren. Verwacht wordt dat een aantal andere hyperreuzen in de Melkweg gelijkaardige spectaculaire eigenschappen vertonen. De zoektocht naar deze merkwaardige sterren met enorme veranderingen op menselijke tijdschalen is pas begonnen, maar is daarmee voorgoed op de sporen gezet.


Dit onderzoek werd uitgevoerd met gedeeltelijke steun van het Belgisch Federaal Wetenschapsbeleid.

Het team van astronomen in dit persbericht bestaat uit dr. H. Nieuwenhuijzen (SRON Netherlands Institute for Space Research, Nederland), prof. dr. C. de Jager (NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, Nederland), dr. I. Kolka (Tartu Observatory, Estland), dr. G. Israelian (Instituto de Astrofisica de Canarias, Spanje), dr. A. Lobel (Koninklijke Sterrenwacht van België), dr. E. Zsoldos (Konkoly Observatory, Hongarije), dr. A. Maeder (Observatoire de Genève, Zwitserland), en dr. G. Meynet (Observatoire de Genève, Zwitserland).

De Koninklijke Sterrenwacht van België is een Federale wetenschappelijke instelling te Brussel.

Voor inlichtingen gelieve zich te wenden tot:

Dr. J. Cuypers, Dienst Wetenschappelijke Inlichtingen
Koninklijke Sterrenwacht van België
Tel.: +32 2 373 02 34 Fax: +32 2 374 98 22
Jan.Cuypers @ oma.be

Contactpersonen voor meer wetenschappelijke informatie:

Dr. A. Lobel, Departement Astronomie en Astrofysica
Koninklijke Sterrenwacht van België
Tel.: +32 2 373 03 48
Alex.Lobel @ oma.be, alobel @ sdf.lonestar.org

Engelstalige wetenschappelijke online informatie:

http://alobel.freeshell.org/rcas.html

.be BELSPO