Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlandse sterrenkundigen Selma de Mink en Alex de Koter (beiden werkzaam aan de Universiteit van Amsterdam), heeft met behulp van de Hubble Ruimtetelescoop een set van negen monstersterren waargenomen. Het is de grootste set zeer zware sterren die tot nu toe is gevonden. Elke ster is meer dan honderd keer zo zwaar als onze zon. Het onderzoek verschijnt in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en roept nieuwe vragen op over het ontstaan en het uiteindelijke lot van zeer zware sterren.
De sterren bevinden zich in het cluster R136 in het centrum van de Tarantulanevel. Deze nevel bevindt zich in de Grote Magelhaense Wolk die vanaf het zuidelijk halfrond zichtbaar is in het sterrenbeeld Goudvis. De sterren staan op 170.000 lichtjaar van de aarde. R136 is slechts een paar lichtjaar in doorsnee, maar herbergt veel extreme, zware, hete, felle sterren.
Ster van 250 zonsmasssa's
Het zwaarterecord staat op naam van een van de sterren in dit cluster: R136a1. Met ongeveer 250 zonsmassa’s is dit de allerzwaarste ster die op dit moment direct is waargenomen. "Lange tijd dachten we dat sterren niet zwaarder konden worden dan zo’n honderd zonsmassa’s." zegt coauteur Selma de Mink. "Dit is wat er in de meeste studieboeken staat geschreven. Hoog tijd om de boeken te herschrijven."
De sterrenkundigen konden niet vanaf de aarde naar de sterren kijken. Dat komt doordat de zware sterren vooral ultraviolet licht uitstralen en dat wordt tegengehouden door onze dampkring. Daarom gebruikten de sterrenkundigen de Hubble Ruimtetelescoop. Die bevindt zich in een baan om de aarde en heeft geen last van de dampkring.
Snel opgebrand
De negen superzware sterren zijn niet alleen extreem zwaar, maar ook extreem fel. Samen geven ze dertig miljoen keer zoveel licht als onze zon. Zulke heldere sterren zijn dan ook snel opgebrand. Na ongeveer twee à drie miljoen jaar zijn ze aan het eind van hun leven. De wetenschappers berekenden dat elk van de monstersterren per maand meer dan een aardmassa aan materiaal uitstoot in de vorm van een sterrenwind. Ondanks dit enorme massaverlies zullen deze sterren, is de verwachting, uiteindelijk zwarte gaten achterlaten.
Het is onduidelijk hoe monstersterren ontstaan. Toen vier van de negen sterren in 2010 werden ontdekt, beschouwden de onderzoekers ze als buitenbeentjes, want sterren groter dan zo’n 100 zonsmassa's konden volgens de heersende theorieën eigenlijk niet bestaan. Nu er nog vijf monstersterren bij zijn gekomen, lijken zulke grote sterren toch normaler dan gedacht.
Sommige monstersterren kunnen zijn ontstaan doordat twee of meer sterren samensmelten, maar dat lijkt niet de verklaring voor alle monstersterren. De astronomen denken daarom dat de sterren ook via normale stervormingsprocessen kunnen ontstaan.
Zwaartekrachtsgolven
De komende tijd gaan de onderzoekers de waarnemingen verder bestuderen om de eigenschappen van sterren beter te begrijpen. Naast de negen monstersterren blijken in het cluster ook veel zware dubbelsterren aanwezig. Een van de grote vragen is welk van deze sterren uiteindelijk dubbele zwarte gaten kunnen vormen. Die kunnen op hun beurt weer samensmelten en daarbij zwaartekrachtsgolven veroorzaken.
"Het is fantastisch dat we nu meer van deze superzware sterren vinden," licht coauteur Alex de Koter toe. "Vooral ook omdat we vermoeden dat de eerste sterren die zich na de oerknal vormden zo zwaar geweest moeten zijn. Door de sterren in de Tarantulanevel te onderzoeken, kunnen we wellicht meer leren over de rol van de eerste sterren in het vroege heelal."
Artikel
"The R136 star cluster dissected with Hubble Space Telescope/STIS. I. Far-ultraviolet spectroscopic census and the origin of HeII λ1640 in young star clusters", Paul A. Crowther et al. accepted for publication in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
http://arxiv.org/abs/1603.04994 (Preprint, vrij toegankelijk)
http://mnras.oxfordjournals.org/content/458/1/624 (betaalmuur)
Hubble onthult monstersterren
