Persbericht

Scherpste blik op Betelgeuze onthult hoe reuzensterren massa verliezen

Het ware gezicht van een superreus onthuld

29 juli 2009

Twee teams van sterrenkundigen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT), de tot nu toe scherpste opnamen van reuzenster Betelgeuze gemaakt. Hierop is te zien dat de ster een gaspluim heeft die bijna net zo groot is als ons zonnestelsel. Ook heeft Betelgeuze een gigantische gasbel aan het oppervlak. Deze ontdekkingen leveren belangrijke aanwijzingen die helpen verklaren hoe zulke superreuzen met enorme snelheid materie uitstoten.

De rode 'superreus' Betelgeuze - de op een na helderste ster in het sterrenbeeld Orion - is een van de grootste en helderste sterren die we kennen. Hij is bijna duizend keer zo groot als de zon [1]. en straalt 100.000 keer zo veel licht uit. Deze extreme eigenschappen wijzen erop dat deze kortlevende ‘sterrenkoning’ bijna gaat sterven. Met een leeftijd van enkele miljoenen jaren nadert Betelgeuze het einde van zijn bestaan en zal dan exploderen als een enorme supernova, die zelfs bij daglicht vanaf de aarde te zien zal zijn.

Er zijn nog enkele onopgeloste mysteries rond rode superreuzen, bijvoorbeeld hoe deze kolossale monsters zulke enorme hoeveelheden materie uitstoten, ongeveer één zonsmassa in slechts 10.000 jaar. Twee teams van sterrenkundigen hebben met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) en zeer geavanceerde technieken de gigantische ster nader onderzocht. Hun gecombineerde resultaten wijzen erop dat de oplossing van dit mysterie nabij is.

Het eerste team maakte de scherpste opnamen ooit van reuzenster Betelgeuze met het adaptieve optische instrument NACO, gecombineerd met de zogenoemde ‘lucky imaging’ techniek. Met ‘lucky imaging’ worden heel veel foto’s gemaakt en vervolgens worden alleen de scherpste opnamen gecombineerd tot één beeld, dat veel scherper is dan één opname met een langere belichtingstijd zou zijn.

De zo verkregen NACO opnamen bereiken bijna de theoretische scherptelimiet van een 8-meter telescoop. De resolutie is maar liefst 37 milliboogseconden, ongeveer de grootte van een tennisbal op het International Space Station (ISS), gezien vanaf de aarde.

“Dankzij deze voortreffelijke opnamen hebben we een grote gaspluim ontdekt op het oppervlak van Betelgeuze,” zegt teamleider Pierre Kervella van Paris Observatory. De gaspluim is minstens zes keer zo lang als de diameter van de ster, wat overeenkomt met de afstand van de zon tot Neptunus.

“Dit is een duidelijke aanwijzing dat de ster zijn materie niet gelijkmatig naar alle kanten uitstoot,” voegt Kervella toe. Er zijn twee mogelijke oorzaken voor deze asymmetrie. De eerste veronderstelt dat het massaverlies optreedt boven de poolkappen van de gigantische ster, mogelijk als gevolg van zijn rotatie. De andere mogelijkheid is dat zo’n gaspluim wordt gegenereerd boven grootschalige gasbewegingen in de ster zelf, ook wel convectie genoemd, vergelijkbaar met de watercirculatie in een fluitketel op een gasfornuis.

Om tot een oplossing te komen moesten de astronomen de superreus verder onderzoeken. Hiervoor maakten Keiichi Ohnaka en zijn collega’s van het Max Planck Instituut voor Radio Astronomie in Bonn, Duitsland gebruik van interferometrie. Met het AMBER instrument op ESO’s Very Large Telescope Interferometer, dat licht van drie 1,8-meter hulptelescopen van de VLT combineert, verkregen de astronomen waarnemingen die even scherp zijn als die van een reusachtige virtuele 48-meter telescoop. Met deze resolutie konden de astronomen indirect gegevens detecteren die nog vier keer scherper waren dan de NACO opnamen - de afmeting van een knikker op het ISS, gezien vanaf de grond.

“Onze AMBER waarnemingen zijn de scherpste waarnemingen ooit gemaakt van Betelgeuze. Bovendien hebben we de gasverplaatsingen aan het oppervlak van Betelgeuze gedetecteerd, dit is behalve bij de zon nog nooit eerder gedaan,” zegt Ohnaka.

De AMBER waarnemingen onthullen dat de gasbellen in de atmosfeer van Betelgeuze hevig op en neer bewegen en dat deze gasbellen net zo groot zijn als de superreus zelf. Volgens de astronomen tonen de ongeëvenaarde waarnemingen aan dat deze grootschalige gasverplaatsingen aan de basis staan van de waargenomen uitstoot van materie.

Noten

[1]Als Betelgeuze in het centrum van ons zonnestelsel zou staan, zou de ster reiken tot de baan van Jupiter en zowel Mercurius, Venus, Aarde, Mars en de asteroïdengordel in zich opnemen.

Meer informatie

Dit onderzoek is gepresenteerd in twee papers die verschijnen in Astronomy and Astrophysics: The close circumstellar environment of Betelgeuse: Adaptive optics spectro-imaging in the near-IR with VLT/NACO, by Pierre Kervella et al., and Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER, by Keiichi Ohnaka et al.

De teams bestaan uit P. Kervella, G. Perrin, S. Lacour, en X. Haubois (LESIA, Observatoire de Paris, Frankrijk), T. Verhoelst (K. U. Leuven, België), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, USA), en J. Cami (University of Western Ontario, Canada), en uit K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, T. Driebe, F. Millour, D. Schertl, en G. Weigelt (Max-Planck-Institute for Radio Astronomy, Bonn, Duitsland), M. Benisty (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italë), A. Chelli (LAOG, Grenoble, Frankrijk), R. Petrov en F. Vakili (Lab. H. Fizeau, OCA, Nice, Frankrijk), en Ph. Stee (Lab. H. Fizeau, OCA, Grasse, Frankrijk).

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa en wereldwijd het meest productieve astronomische observatorium. ESO wordt ondersteund door 14 landen: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit gericht op het ontwerp, de bouw en de exploitatie van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol in het bevorderen en organiseren van samenwerking in het sterrenkundig onderzoek. ESO exploiteert drie observatielocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal exploiteert ESO de Very Large Telescope (VLT), 's werelds meest geavanceerde optische observatorium en ESO is de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA. ESO is momenteel bezig met ontwerpstudies voor de 42-meter Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescoop ( E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

• Science paper: Kervella, P. et al. and Ohnaka, K. et al.
• More info:: VLT web pagee
• More info: Adaptive optics web page
• More info: Interferometry web page

Contact

Pierre Kervella
Observatoire de Paris-Meudon
Paris, France
Tel: +33 1 45 07 79 66
E-mail: Pierre.Kervella@obspm.fr

Keiichi Ohnaka
Max-Planck Institute for Radio Astronomy
Bonn, Germany
Tel: +33 1 45 07 79 66
E-mail: kohnaka@mpifr-bonn.mpg.de

Olivier Hainaut
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6752
E-mail: ohainaut@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media