Voor het eerst hebben sterrenkundigen een andere ster dan de zon in zo veel detail kunnen filmen dat ze het oppervlak zien bubbelen. De gigantische gloeiend hete bubbels blijken sneller op te stijgen en te dalen dan verwacht.
Het lijkt op het eerste gezicht een oude, korrelige opname van de zon. Maar de wazige beelden van een geeloranje schijf met een rommelig, bewegend oppervlak is van een andere ster: R Doradus. Deze staat op 180 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Goudvis (of Dorado). Het is voor het eerst dat het onstuimige, borrelende oppervlak van een andere ster dan de zon in zo veel detail in beeld is gebracht.
De betrokken astronoom Wouter Vlemmings, van de Technische Universiteit Chalmers in Zweden, is enthousiast. ‘Hoewel we hadden gehoopt zoiets te zien, kwam het toch als een verrassing dat onze metingen echt werkten en hoe mooi het eruit zag.’
Sterrenkundige Yamila Miguel: ‘Ik verbind onze kennis van het zonnestelsel met exoplanetenonderzoek’
Welke moleculen zweven er rond in de atmosferen van planeten rond verre sterren? En hoe ziet het binnenste van onze ‘eigen’ Jupiter eruit? Met die ...
De beelden van het filmpje van R Doradus werden in juli en augustus 2023 gemaakt met de ALMA-telescoop in Chili, die bestaat uit 66 samenwerkende radioschotels. ‘Door de ALMA-telescoop, die zeer kleine details kan waarnemen, een paar keer per maand op de ster te richten, konden we de snelheid bepalen waarmee gasbellen aan het oppervlak bewegen. Zo konden we een film maken’, zegt Vlemmings.
Bubbelen
Sterren zijn gloeiende gasbollen. Ze worden verhit door de energie die vrijkomt bij de kernfusiereacties in hun kern. Die warmte wordt naar het oppervlak getransporteerd door grote gasbellen die omhoog borrelen, afkoelen en weer naar beneden zinken – net als bij een lavalamp. Dit mengproces, genaamd convectie, brengt niet alleen de warmte naar het oppervlak, maar ook zwaardere elementen, zoals koolstof en stikstof, die ontstaan in de kernfusiereacties.
‘Convectie is een heel belangrijk proces voor het transport van energie in sterren, maar we hebben het tot nu toe alleen in detail kunnen waarnemen bij onze zon’, zegt Vlemmings. ‘We kunnen dus wel inschatten hoe dit bij andere sterren werkt, maar het was tot nu toe niet mogelijk om deze voorspellingen te testen. Dankzij waarnemingen bij een andere ster, kunnen we dit proces beter begrijpen.’
Toekomstblik
R Doradus is een rode reuzenster. Hij is ongeveer driehonderd keer groter dan de zon, en maar iets zwaarder. Wat deze ster interessant maakt, is dat hij enkele miljarden jaren ouder is dan de zon en bijna het einde van zijn leven heeft bereikt, zegt Vlemmings. Dat betekent dat de ster ons een kijkje geeft in de toekomst van onze zon. Die zal namelijk over enkele miljarden jaren – aan het eind van haar leven – ook opzwellen tot een gigantische, bubbelende rode reus.
Als de zon deze fase bereikt, zal zij net als R Doradus de zware elementen die naar het oppervlak geborreld zijn de ruimte inblazen. Uit die stoffige sterrenwind kunnen dan weer nieuwe sterren en planeten ontstaan. Vlemmings: ‘Dat is waarom er gezegd wordt dat we van sterrenstof zijn gemaakt.’
Gigantische bellen
De convectiebellen die de astronomen omhoog zien borrelen aan het oppervlak van R Doradus zijn gigantisch – 75 keer zo groot als de zon. Dat was een mooie, maar verwachtte ontdekking. Verrassender is de snelheid waarmee de gasbellen omhoog bubbelen en terugzakken. Dat blijkt drie tot vier keer sneller te gaan dan verwacht. ‘Dit betekent dat we onze theoretische beschrijving van convectie in deze oude sterren kunnen verbeteren’, zegt Vlemmings.
Om de convectiestromen en het effect ervan op de sterrenwind beter te begrijpen, zullen de astronomen de komende tijd vergelijkbare filmpjes proberen te maken van een handvol andere sterren die dichterbij genoeg staan voor deze waarnemingen.
