Persbericht

Kosmische slang

ESO’s VLT legt details vast van de complexe interactie tussen botsende sterrenwinden

19 november 2018

Het VISIR-instrument van de Very Large Telescope van ESO heeft dit verbluffende beeld van een recent ontdekte drievoudige ster in onze Melkweg vastgelegd. In dit stersysteem, dat de bijnaam Apep heeft gekregen, zou in de toekomst een gammaflits kunnen optreden.

Deze kronkelige maalstroom, vastgelegd door het VISIR-instrument van de Very Large Telescope  (VLT) van ESO, heeft een explosieve toekomst in het vooruitzicht. Het is een stelsel van Wolf-Rayetsterren waarin zich waarschijnlijk een van de meest energierijke verschijnselen in het heelal gaat afspelen: een lange gammaflits. 

‘Dit is het eerste stelsel in zijn soort dat we in onze eigen Melkweg hebben ontdekt’, aldus Joseph Callingham van ASTRON (het Nederlands instituut voor radioastronomie). Callingham is hoofdauteur van het onderzoeksverslag waarin de ontdekking van dit stelsel wordt gemeld [1]. ‘We hadden nooit verwacht dat we zo’n stelsel in onze eigen achtertuin zouden aantreffen.’

Het stelsel, bestaande uit een ‘nest’ van zware sterren omringd door een spiraal van stof, wordt officieel alleen aangeduid met saaie catalogusverwijzingen zoals 2XMM J160050.7-514245. De astronomen hebben er echter voor gekozen om dit fascinerende object een interessantere bijnaam te geven: ‘Apep’.

Apep dankt zijn bijnaam aan zijn golvende vorm, die doet denken aan een slang die zich om de centrale sterren heeft gewikkeld. Hij is vernoemd naar een oude Egyptische godheid, een reusachtige slang die symbool staat voor chaos – heel toepasselijk voor zo’n woest kolkend stelsel. Men geloofde dat Ra, de zonnegod, elke nacht de strijd met Apep aanging; door gebed en aanbidding zou Ra overwinnen en de zon terugkeren.

Gammaflitsen behoren tot de krachtigste explosies in het heelal. Hoewel ze maar enkele duizendsten van een seconde tot een paar uur duren, kunnen ze evenveel energie produceren als de zon gedurende haar hele leven. Van lange gammaflitsen, die langer dan twee seconden duren, wordt aangenomen dat ze worden veroorzaakt door de explosies van snel roterende Wolf-Rayetsterren.

Sommige van de allerzwaarste sterren ontwikkelen zich tegen het einde van hun bestaan tot Wolf-Rayetsterren. Deze fase is van korte duur: Wolf-Rayetsterren verkeren slechts een paar honderdduizend jaar in deze toestand – een kosmische oogwenk. In die korte tijd stoten ze enorme hoeveelheden materie uit in de vorm van een krachtige sterrenwind. De uitgestoten materie kan daarbij snelheden van miljoenen kilometers per uur bereiken. Metingen hebben laten zien dat de sterrenwinden van Apep zich met een verbluffende snelheid van 12 miljoen km/u voortplanten.

Door deze sterrenwinden is een complex patroon van uitgestoten materie rond het drievoudige stersysteem, bestaande uit een dubbelster en een enkelvoudige ster die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden, ontstaan. Hoewel er op de foto slechts twee sterachtige objecten te zien zijn, is het onderste object in werkelijkheid een compacte dubbele Wolf-Rayetster. Deze dubbelster is verantwoordelijk voor de sierlijke wervelingen rond Apep, die in het kielzog van de botsende sterrenwinden van de beide Wolf-Rayetsterren ontstaan.

In vergelijking met de enorme snelheid van de sterrenwinden van Apep vertoont de stofspiraal zelf een rustig tempo: hij ‘kruipt’ met een snelheid van minder dan 2 miljoen km/u naar buiten. Het grote verschil tussen de snelheid van de hevige sterrenwinden van Apep en die van de kalme spiraal ontstaat vermoedelijk doordat een van de sterren van de dubbelster zowel een snelle als een langzame wind uitstoot – in verschillende richtingen.

Dit zou betekenen dat de ster een bijna-kritische rotatie ondergaat, wat wil zeggen dat hij zo snel ronddraait dat hij bijna uit elkaar scheurt. Vermoed wordt dat een Wolf-Rayetster die zo snel ronddraait een lange gammaflits voortbrengt wanneer, aan het einde van zijn bestaan, zijn kern instort.

Noten

[1] Callingham, inmiddels werkzaam bij het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), deed een deel van dit onderzoek terwijl hij aan de Universiteit van Sydney samenwerkte met onderzoeksleider Peter Tuthill. Het team maakte niet alleen gebruik van ESO-telescopen, maar ook van de Anglo-Australian Telescope van de Siding Spring-sterrenwacht in Australië.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘Anisotropic winds in Wolf-Rayet binary identify potential gamma-ray burst progenitor’ dat op 19 november 2018 in Nature Astronomyverschijnt. 

Het onderzoeksteam bestaat uit: J.R. Callingham (ASTRON, Dwingeloo), P.G. Tuthill (Sydney Institute for Astronomy [SIfA], University of Sydney, Australië), B.J.S. Pope (SIfA; Center for Cosmology and Particle Physics, New York University, VS; NASA Sagan Fellow), P.M. Williams (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, VK), P.A. Crowther (Department of Physics & Astronomy, University of Sheffield, VK), M. Edwards (SIfA), B. Norris (SIfA) en L. Kedziora-Chudczer (School of Physics, University of New South Wales, Australië).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili en strategisch partner Australië. 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) en haar toonaangevende Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen – VISTA, die in het infrarood werkt, en de op zichtbare golflengten opererende VLT Survey Telescope. ESO speelt tevens een belangrijke partnerrol bij twee faciliteiten op Chajnantor, APEX en 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

•  Onderzoeksartikel

•  Foto’s van de VLT

•  Behind the Paper-blog

Contact

Joseph Callingham
Postdoctoral Research Fellow — Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON)
Dwingeloo, The Netherlands
Tel: +31 6 2929 7915
E-mail: callingham@astron.nl

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mob: +49 151 1537 3591
E-mail: pio@eso.org

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