Waarnemingen die zich over meer dan zestig jaar uitstrekken, sommige door amateur-waarnemers, geven aan dat dit zeldzame en opmerkelijke object heel snel verandert en tijdens een zeer kortstondige levensfase is betrapt. Met behulp van ESO’s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) hebben Olivier Chesneau (Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frankrijk) en een internationaal team van medewerkers ontdekt dat de gele hyperreuzenster HR 5171 A [1] een kolos is: met 1300 keer de diameter van de zon is hij veel groter dan verwacht [2]. Dat maakt hem tot de grootste gele ster die we kennen. Ook staat de ster, die anderhalf keer zo groot blijkt te zijn als de beroemde rode superreus Betelgeuze, in de top tien van de grootste sterren. Hij is ongeveer een miljoen keer zo helder als onze zon.
‘De nieuwe waarnemingen hebben ook laten zien dat deze ster een zeer nabije begeleider heeft, wat als een echte verrassing kwam,’ zegt Chesneau. ‘De afstand tussen beide sterren is zo klein dat ze elkaar raken en tezamen op een reusachtige pinda lijken.’ De astronomen maakten gebruik van een techniek, interferometrie genoemd, om het licht dat met meerdere afzonderlijke telescopen is verzameld zodanig te combineren dat effectief een reusachtige telescoop met een middellijn van 140 meter ontstond. De nieuwe waarnemingen bewogen het team ertoe om nog eens grondig naar oudere waarnemingen van de ster te kijken, om erachter te komen hoe deze zich de afgelopen zestig jaar heeft gedragen [3].
Gele hyperreuzen zijn erg zeldzaam: tot nu toe zijn er in onze Melkweg nog geen vijftien ontdekt, met Rho Cassiopeiae als bekendste voorbeeld. Ze behoren tot de grootste en helderste sterren die we kennen en bevinden zich in een onstabiele fase van hun leven waarin ze heel snel veranderen. Door deze instabiliteit stoten gele hyperreuzen ook materiaal uit, waardoor zich een uitgestrekte atmosfeer rond de ster vormt.
Ondanks zijn grote afstand van bijna 12.000 lichtjaar is HR 5171 A voor iemand met extreem goede ogen nét waarneembaar met het blote oog [4]. Gebleken is dat de ster de afgelopen veertig jaar groter is geworden en daarbij is afgekoeld. Slechts enkele sterren zijn in dit kortstondige levensstadium, waarin ze dramatische temperatuurveranderingen ondergaan, waargenomen. Door gegevens van de veranderlijke helderheid van de ster te onderzoeken, waarbij gebruik werd gemaakt van waarnemingen van andere sterrenwachten, konden de astronomen bevestigen dat HR 5171 A een bedekkingsveranderlijke dubbelster is: de kleinere component schuift vanaf de aarde gezien afwisselend voor en achter de grote ster langs. De omlooptijd van de kleinere ster, die met een oppervlaktetemperatuur van 5000 graden Celsius slechts een beetje heter is dan HR 5171 A, bedraagt 1300 dagen. Chesneau concludeert: ‘De begeleider die we hebben ontdekt is van aanzienlijke betekenis, omdat hij de verdere ontwikkeling van HR 5171 A kan beïnvloeden, bijvoorbeeld door deze van zijn buitenste lagen te ontdoen.’ Deze nieuwe ontdekking wijst op het belang van het onderzoek van deze enorme, kortlevende gele hyperreuzen en kan meer inzicht geven in de evolutionaire processen van zware sterren in het algemeen.
Noten
[1] De ster staat ook bekend als V766 Cen, HD 119796 en HIP 67261.
[2] Alle vergelijkbare objecten zijn rode superreuzen met 1000 tot 1500 keer de diameter van de zon en massa’s die bij 20 tot 25 zonsmassa’s blijven steken. Verwacht werd dat de diameter van een gele superreus 400 tot 700 zonsdiameters zou zijn.
[3] Spectrale gegevens werden verkregen met de Anglo-Australian Telescope met de University College London Echelle Spectrograph (UCLES), op het South African Astronomical Observatory (SAAO), met PUCHEROS van de Pontificia Universidad de Chile (PUC) en middels coronagrafische waarnemingen met de Near-Infrared Coronagraphic Imager (NICI) van de Gemini South-telescoop. De onderzochte fotometrische gegevens, die zich uitstrekken over de periode 1983-2002, zijn deels afkomstig van amateur-waarnemers. De overeenstemming tussen professionele resultaten en die van amateur-astronoom Sebastian Otero (2000-2013) wordt door de auteurs als ‘uitstekend’ omschreven en ‘illustratief voor de kwaliteit van deze amateurwaarnemingen’.
[4] De visuele helderheid van HR 5171 A, die te vinden is in het sterrenbeeld Centaurus, varieert tussen magnitude 6,1 en 7,3.
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek staan in het artikel ‘The yellow hypergiant HR 5171 A: Resolving a massive interacting binary in the common envelope phase’ van Chesneau et al., dat in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics verschijnt. Het onderzoeksteam bestaat uit O. Chesneau (Laboratoire Lagrange, Univ. Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frankrijk [Lagrange]), A. Meilland (Lagrange), E. Chapellier (Lagrange), F. Millour (Lagrange), A.M. Van Genderen (Sterrewacht Leiden, Nederland), Y. Nazé (Le Fonds de la Recherche Scientifique, Liège, België), N. Smith (Steward Observatory, Tucson, VS), A. Spang (Lagrange), J.V. Smoker (ESO, Santiago, Chili), L. Dessart (Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Frankrijk), S. Kanaan (Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso, Chilei [IFA]), Ph. Bendjoya (Lagrange), M.W. Feast (South African Astronomical Observatory, South Africa [SAAO]), J.H. Groh (Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Genève, Zwitserland), A. Lobel (Observatoire Royal de Belgique, Bruxelles, België), N. Nardetto (Lagrange), S. Otero (American Association of Variable Star Observers, Cambridge, MA, VS), R.D. Oudmaijer (School of Physics & Astronomy, University of Leeds, VK), A.G. Tekola (SAAO en Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, CA, VS), P.A. Whitelock (SAAO), C. Arcos (IFA), M. Curé (IFA) en L. Vanzi (Department of Electrical Engineering and Center of Astro Engineering, Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chili).
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.
