De laatste levensstadia van een ster als onze zon resulteren erin dat de ster zijn buitenste lagen de ruimte in blaast. Daarbij ontstaat een prachtig object dat allerlei vormen kan aannemen: een planetaire nevel. Eén bepaalde klasse van deze objecten, de zogeheten bipolaire planetaire nevels, vertoont een opvallende zandloper- of vlindervorm.
Deze nevels zijn ver van elkaar ontstaan en laten duidelijke onderlinge verschillen zien. En noch de afzonderlijke nevels, noch de sterren die hen hebben gevormd, hebben ooit met andere planetaire nevels in wisselwerking gestaan. Toch is uit nieuw onderzoek door astronomen van de Universiteit van Manchester (VK) gebleken dat sommige van deze nevels een verrassend eensgezindheid laten zien: ze vertonen dezelfde ruimtelijke oriëntatie.
‘Dit is een verrassende en, als zij overeind blijft, zeer belangrijke ontdekking,’ aldus Bryan Rees van de Universiteit van Manchester en een van de twee auteurs van het onderzoeksartikel. ‘In veel gevallen lijkt de lange as van deze spookachtige vlinders evenwijdig te zijn aan het vlak van onze Melkweg. Door opnamen van Hubble en van de NTT te gebruiken hebben we een goed beeld van deze objecten kunnen krijgen, en hen heel gedetailleerd kunnen onderzoeken.’ [1]
De astronomen hebben gekeken naar 130 planetaire nevels in de bulge van de Melkweg. Ze ontdekten drie verschillende soorten [2] en namen hun uiterlijke kenmerken onder de loep. ‘Terwijl twee van deze populaties, zoals verwacht, volkomen willekeurige oriëntaties vertoonden, hebben we ontdekt dat de derde soort – de bipolaire nevels – een verrassende voorkeur voor een bepaalde oriëntatie lieten zien,’ zegt de tweede auteur van het onderzoek, Albert Zijlstra (ook van de Universiteit van Manchester). ‘Het bestaan van zo’n voorkeursrichting is al verrassend genoeg, maar in dit dichtbevolkte deel van de Melkweg komt het al helemaal onverwacht.’
Aangenomen wordt dat planetaire nevels hun vorm te danken hebben aan de rotatie van het stersysteem waaruit zij ontstaan. Deze is afhankelijk van de eigenschappen van het systeem: als de ster bijvoorbeeld deel uitmaakt van een dubbelster [3] of als er planeten om de ster cirkelen, kan dat grote gevolgen hebben voor de vorm van de uitgestoten gasbel. Bipolaire nevels vertonen de meest extreme vormen, die waarschijnlijk zijn veroorzaakt door jets (bundels) van weggeblazen materie die loodrecht op de omloopbaan van het dubbelstersysteem staan.
‘De voorkeursrichting die we bij deze bipolaire nevels waarnemen, wijst erop dat er iets vreemds aan de hand is met de stersystemen in de bulge,’ legt Rees uit. ‘Om de waargenomen voorkeursrichting te kunnen vertonen, zouden de stersystemen die deze nevels hebben gevormd moeten roteren in een richting die haaks staat op de interstellaire wolken waaruit zij zijn ontstaan, wat heel merkwaardig is.’ Hoewel de vormen van deze nevels grotendeels worden bepaald door de eigenschappen van de sterren waaruit ze zijn voortgekomen, wijst deze nieuwe ontdekking erop dat er nóg een factor in het spel moet zijn. Het lijkt erop dat de bulge, die als geheel om het galactische centrum roteert, met zijn magnetische veld een grotere invloed uitoefent op onze Melkweg dan tot nu toe werd gedacht. De beide astronomen suggereren dat het ordelijke gedrag van de planetaire nevels kan zijn veroorzaakt door de aanwezigheid van sterke magnetische velden ten tijde van het ontstaan van de bulge.
Omdat nabijere nevels van dit type geen voorkeursrichting vertonen, zouden deze magnetische velden vele malen sterker moeten zijn geweest dan ze nu in onze omgeving zijn [4]. ‘We kunnen veel leren van het onderzoek van deze objecten,’ concludeert Zijlstra. ‘Als zij werkelijk dit onverwachte gedrag vertonen, heeft dat niet alleen gevolgen voor het verleden van afzonderlijke sterren, maar ook voor het verleden van het Melkwegstelsel als geheel.’
Noten
[1] De ‘lange as’ van een bipolaire planetaire nevel doorsnijdt de vleugels van de vlinder; de ‘korte as’ doorsnijdt het lijf.
[2] De vormen van de planetaire nevels werden in drie klassen ingedeeld: elliptische, met of zonder gerichte inwendige structuur, en bipolaire.
[3] Een dubbelster bestaat uit twee sterren die om hun gezamenlijke zwaartepunt draaien.
[4] Over de oorsprong en de eigenschappen van de magnetische velden die in het Melkwegstelsel aanwezig waren toen dat nog jong was, is heel weinig bekend. Het is dus onduidelijk of ze in de loop van de tijd sterker of zwakker zijn geworden.
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge’, dat in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society verschijnt.
Het onderzoeksteam bestaat uit B. Rees en A.A. Zijlstra (beiden University of Manchester, VK). Brian Rees is pas laat met astronomisch onderzoek begonnen – hij besloot na zijn vervroegde pensioen te promoveren, en dit onderzoek maakt deel uit van zijn promotie-onderzoek. ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, 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 ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
