zondag 23 maart 2014

Facinerende foto van NASA

Pijlsnelle ster Kappa maakt boeggolf van botsende deeltjes
NASA

NRC Wetenschap 1 maart 2014 George Beekman

De ster in het midden van deze foto heet Kappa. Hij staat in het sterrenbeeld Cassiopeia en is al met het blote oog te zien. Het lijkt alsof iemand de ster met een zwierige, rode streep heeft willen accentueren. In werkelijkheid doet de ster dat zelf. De boog is de schok- of boeggolf die ontstaat doordat Kappa met grote snelheid door de ruimte beweegt. De opname werd afgelopen week door de NASA vrijgegeven.

Kappa Cassiopeiae is een heel grote en hete ster op een afstand van vierduizend lichtjaar. Hij wordt net als onze zon omringd door een onzichtbaar magnetisch veld en een wolk van elektrisch geladen deeltjes die hij in alle richtingen uitzendt. Maar terwijl de zon met een vaartje van twintig kilometer per seconde door de ruimte sukkelt, doet Kappa dat met 1.100 kilometer per seconde.

De rode boog verraadt waar de omhullende cocon van Kappa tegen het ijle, onzichtbare gas en stof in de ruimte tussen de sterren botst. De materie wordt daar samengedrukt, verwarmd en zichtbaar gemaakt, in dit geval op een opname van de infraroodsatelliet Spitzer.

De boeggolf ligt op een afstand van vier lichtjaar vóór de ster – een afstand vergelijkbaar met die tussen de zon en de meest nabije ster, Proxima Centauri. Dat geeft aan hoe groot de invloedssfeer van deze superreus is.

De zwakkere, groene vlekken zijn stofwolken die door het krachtige licht van Kappa worden beschenen. En de rechte, rode filamenten die door de boeggolf heen lopen, hangen waarschijnlijk samen met het grootschalige magnetische veld van het melkwegstelsel. Zo maakt Kappa het onzichtbare zichtbaar.

George Beekman




Het uitgestorte hart van een voorbije sterexplosie
[afbeelding] Combinatie van opnamen van de supernovarest Cassiopeia A, gemaakt in verschillende golflengtegebieden. De explosiewolk heeft nu een diameter van ongeveer tien lichtjaar.

George Beekman | pagina 8 - 9

Als een zware ster aan het einde van zijn leven explodeert, vormt zich daaruit een bolvormige gaswolk die gelijkmatig in alle richtingen uitdijt. Maar het begin van zo’n sterexplosie, een supernova, is helemaal niet zo gelijkmatig, zo blijkt uit waarnemingen van de Amerikaanse röntgensatelliet NuSTAR. Die heeft voor het eerst de sporen waargenomen van materiaal dat ooit in het hart van een exploderende ster zat. En in dat hart, op zo’n 11.000 lichtjaar van de aarde, bleek het er wild aan toe te gaan (Nature, 20 februari).

NuSTAR nam in totaal 14 uur Cassiopeia A waar, het overblijfsel van een ster die in het jaar 1671 explodeerde. In de kern van deze ster was toen geen kernfusie meer mogelijk, waardoor die onder invloed van zijn eigen gewicht instortte tot een 20 kilometer grote bol van neutronen. Daarbij kwam zoveel energie vrij dat de rest van de ster, die ook bezig was in elkaar te storten, de ruimte in werd geslingerd. Sindsdien is deze explosiewolk uitgedijd tot zijn huidige diameter van tien lichtjaar.

Brian Grefenstette en collega’s hebben uit de NuSTAR-waarnemingen de verdeling van titanium-44 in deze explosiewolk afgeleid. Titanium-44 is een radioactief isotoop dat tijdens de explosie vlak boven het oppervlak van de neutronenster ontstond. Dit isotoop blijkt lang niet zo gelijkmatig in de huidige supernovawolk te zijn verdeeld als de rest van het gas. De verdeling is klonterig en dat wijst er op dat de situatie boven de neutronenster tijdens de explosie zeer instabiel en turbulent was. Er ontstonden een soort convectiecellen die razendsnel – als gevolg van de extreem sterke zwaartekracht – op en neer trilden.

Deze zogeheten convectieve instabiliteiten in het hart van een exploderende ster waren al voorspeld op grond van computersimulaties, maar de sporen ervan konden toen nog niet worden waargenomen. Astronomen denken nu dat de energie van dit instabiliteitsgebied rond de neutronenster het – nog niet goed begrepen – proces van de sterexplosie zou kunnen versterken. De meeste computersimulaties lijken er zelfs op te wijzen dat de turbulenties de meeste energie leveren om een zware ster überhaupt te kunnen laten exploderen. De energie van alleen de inklappende kern is daarvoor misschien niet voldoende.

George Beekman

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen