Astronomen tonen hoe reusachtige sterren herhaald afkoelen en verhitten

Een internationaal team van astronomen en sterrenkunde-amateurs, waaronder Alex Lobel, astronoom aan de Koninklijke Sterrenwacht van België, heeft in detail vastgesteld hoe de temperatuur van vier gele hyperreuzen in enkele tientallen jaren stijgt van 4000 graden naar 8000 graden en weer terug. Ze publiceren hun bevindingen in het vakblad Astronomy & Astrophysics.

De onderzoekers analyseerden van vier gele hyperreuzen het licht dat de afgelopen vijftig tot honderd jaar op aarde is opgevangen. Gele hyperreuzen zijn reusachtige, felle sterren. Ze zijn vijftien tot twintig keer zo zwaar als de zon en schijnen 500.000 maal helderder. De atmosferen van deze sterren kunnen zo enorm groot zijn dat ze, als ze op de plek van onze zon hadden gestaan, zich uitstrekken tot voorbij de baan van Jupiter.

Doordat de onderzoekers zo’n lange meetreeks hadden, konden ze in detail zien hoe de sterren in tientallen jaren warmer worden en in enkele jaren weer afkoelen.

De cyclus begint met een koele ster. In enkele tientallen jaren stijgt de gemiddelde atmosferische temperatuur tot ongeveer 8000 graden. Bij 8000 graden wordt de atmosfeer echter onstabiel door versterkte pulsaties. Op een gegeven moment volgt een uitbarsting van de hele atmosfeer. Daardoor koelt ze snel af en ontstaat er een zichzelf versnellend proces waarbij elektronen zich hechten aan waterstofionen en er veel ionisatie-energie vrijkomt. Daardoor koelt de atmosfeer nog verder af. De afkoeling van 8000 graden naar 4000 graden duurt slechts twee jaar.

Vervolgens begint de cyclus weer van voren af aan, alleen met een iets minder zware ster. Uiteindelijk, denken de astronomen, verandert de hyperreus in een hetere ster en eindigt hij als supernova.

Tijdens het onderzoek kwamen de sterrenkundigen er overigens ook achter dat een van de vier bestudeerde hyperreuzen niet zo groot was als eerder werd verondersteld. De ster HR5171A blijkt namelijk veel dichterbij te staan dan gedacht.

Contact:

Alex Lobel
E-mail: alex.lobel@oma.be
Tel : +32(0)23730348
Zie ook: http://alobel.freeshell.org/hr5171.html

Artikel:
A.M. van Genderen  et al. (2019), Pulsations, eruptions and evolution of four yellow hypergiants. Geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201834358 Free preprint: http://arxiv.org/abs/1910.0246