Onder leiding van Gerd Weigelt van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn heeft een team van astronomen de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de ESO-sterrenwacht op Paranal ingezet om een unieke opname te maken van het stersysteem Eta Carinae in de Carinanevel. Dit kolossale dubbelstersysteem bestaat uit twee om elkaar wentelende zware sterren, die sterrenwinden met snelheden tot wel 10 miljoen kilometer per uur produceren [1]. Het gebied tussen de twee sterren, waar de winden met elkaar in botsing komen, is heel turbulent, maar kon tot nu toe niet worden onderzocht. Het geweld van de beide sterren van Eta Carinae leidt tot spectaculaire verschijnselen. In de jaren ’30 van de negentiende eeuw namen astronomen een grote uitbarsting van het systeem waar. Inmiddels weten we dat deze werd veroorzaakt doordat de grootste ster van het tweetal in korte tijd enorme hoeveelheden gas en stof uitstootte. Dat leidde tot de vorming van de twee opvallende lobben (de zogeheten Homunculusnevel) die we tegenwoordig in het systeem zien. Het gecombineerde effect van de twee botsende sterrenwinden resulteert in temperaturen van miljoenen graden en een intense vloed van röntgenstraling.
Het gebied waar de winden samenkomen is relatief klein: duizend keer zo klein als de Homunculusnevel. Hierdoor kon het met de telescopen in de ruimte en op aarde tot nu toe niet gedetailleerd in beeld worden gebracht. Het team heeft nu het sterke oplossende vermogen van het VLTI-instrument AMBER aangewend om voor het eerst een blik te werpen op dit helse gebied. Een slimme combinatie – een interferometer – van drie van de vier Auxiliary Telescopes van de VLT resulteerde in een oplossend vermogen dat tien keer zo groot was als dat van één van de grote VLT Unit Telescopes. Hiermee is Eta Carinae scherper dan ooit in beeld gebracht en zijn onverwachte details aan het licht gekomen over diens inwendige structuur.
De nieuwe VLTI-opname toont duidelijk de structuur tussen de beide sterren van Eta Carinae. Op de plek waar de razende wind van de kleinere, hetere ster in botsing komt met de dichtere wind van de grotere ster is een verrassende waaiervormige structuur te zien. ‘Onze dromen zijn uitgekomen, omdat we nu extreem scherpe opnamen in het infrarood kunnen maken. De VLTI biedt ons de unieke mogelijkheid om onze kennis over Eta Carinae en vele andere belangrijke objecten te vergroten’, aldus Gerd Weigelt.
Van de botsingszone zijn niet alleen opnamen gemaakt, ook het spectrum ervan is vastgelegd. Op die manier konden de snelheden van de intense sterrenwinden worden gemeten [2]. Aan de hand van deze metingen kon het team van astronomen nauwkeurigere computermodellen maken van de inwendige structuur van dit fascinerende stersysteem, die ons begrip van hoe extreem zware sterren als deze in de loop van hun bestaan massa verliezen helpen vergroten. Teamlid Dieter Schertl (MPIfR) kijkt alvast vooruit: ‘De nieuwe VLTI-instrumenten GRAVITY en MATISSE zullen nog nauwkeurigere interferometrische opnamen opleveren, over een breder golflengtegebied. Dit brede golflengtebereik is nodig om de fysische eigenschappen van tal van astronomische objecten uit te pluizen.’
Noten
[1] De twee zware sterren stralen dermate fel, dat ze flarden van hun oppervlak de ruimte in blazen. Deze uitstoot van stellaire materie, waarbij de snelheden kunnen oplopen tot miljoenen kilometers per uur, wordt ‘sterrenwind’ genoemd.
[2] Bij de metingen is gebruik gemaakt van het dopplereffect. Astronomen gebruiken het dopplereffect (oftewel de dopplerverschuiving) om precies te kunnen berekenen met welke snelheden sterren en andere astronomische objecten naar de aarde toe of van de aarde weg bewegen. Deze beweging resulteert in een kleine verschuiving van de lijnen in het spectrum van het object.
