Wolf-Rayetsterren behoren tot de meest fascinerende en extreme objecten in het heelal. Het zijn zeldzame, zware sterren die zich in een kort maar spectaculair eindstadium van hun leven bevinden. Voor een populairwetenschappelijk publiek kun je ze het best beschrijven als de “rocksterren” van het heelal: fel, heet, onstuimig en gedoemd om in een schitterende explosie te eindigen.
Een Wolf-Rayetster (vaak afgekort tot WR-ster) is een zeer zware ster die oorspronkelijk minstens 20 keer zoveel massa had als onze zon. Tijdens hun levensloop hebben deze sterren zoveel energie geproduceerd dat hun buitenlagen door krachtige sterrenwinden zijn weggeblazen. Wat we nu zien is de blootgelegde, kokende kern van de ster, die rechtstreeks in de ruimte straalt. De naam komt van de Franse astronomen Charles Wolf en Georges Rayet, die in 1867 in Parijs dit bijzondere type ster voor het eerst ontdekten. In hun telescopen zagen zij iets vreemds: in plaats van de gebruikelijke absorptielijnen in het spectrum (donkere strepen die wijzen op gassen die licht opnemen), vertoonden deze sterren juist emissielijnen. Dat betekent dat de sterrijke gassen actief licht uitstralen, een duidelijk teken van extreme omstandigheden.
Extreem heet en helder
Wolf-Rayetsterren zijn ongelooflijk heet: hun oppervlaktetemperatuur loopt op tot wel 200.000 graden Celsius, veel heter dan de 5.500 graden van de zon. Bovendien zijn ze extreem lichtkrachtig: sommige stralen tot een miljoen keer zoveel energie uit als onze zon. Dat maakt ze, ondanks hun zeldzaamheid, zichtbaar op grote afstanden in ons melkwegstelsel en zelfs daarbuiten.
Hevige sterrenwinden
Een van de meest opvallende kenmerken van Wolf-Rayetsterren zijn hun supersonische winden. Deze winden blazen per jaar een massa de ruimte in die gelijkstaat aan ongeveer de hele massa van de aarde, en dat met snelheden tot duizenden kilometers per seconde! Dit zorgt ervoor dat een WR-ster in slechts een paar honderdduizend jaar een groot deel van zijn massa verliest. Ter vergelijking: onze zon verliest in diezelfde tijd nauwelijks een fractie van haar massa. Deze winden creëren vaak spectaculaire nevels rond de ster: kleurrijke gaswolken die door ruimtetelescopen als de Hubble en de James Webb Space Telescope prachtig in beeld gebracht kunnen worden. Sommige van die nevels doen denken aan kosmische rozen of schelpen, letterlijk kunstwerken van gas en plasma.
Chemische vingerafdruk
Wat Wolf-Rayetsterren ook uniek maakt, is hun chemische samenstelling. Doordat hun buitenste lagen zijn weggeblazen, krijgen we een blik op diepere, interne lagen die normaal verborgen blijven. Astronomen onderscheiden drie hoofdtypen:
- WN-sterren: rijk aan stikstof.
- WC-sterren: rijk aan koolstof.
- WO-sterren: rijk aan zuurstof (zeer zeldzaam).
Dit zijn de “bouwstenen” die ontstaan in de kernfusieprocessen van zware sterren. Met andere woorden: Wolf-Rayetsterren laten ons rechtstreeks zien hoe de natuur elementen smeedt die later cruciaal zijn voor planeten en zelfs voor leven.
De dood van een Wolf-Rayetster
Wolf-Rayetsterren hebben geen lang leven meer voor de boeg. Ze staan aan de rand van een catastrofale dood. Uiteindelijk stort hun kern in, en de ster eindigt in een supernova-explosie of soms zelfs in een gammaflits, een van de meest energierijke gebeurtenissen in het heelal. Daarbij kan een zwart gat of een neutronenster achterblijven. Wat bij deze explosies vrijkomt, zijn precies de zware elementen die ooit in de kern van de ster werden gevormd. Zuurstof, koolstof, ijzer, zonder Wolf-Rayetsterren zouden deze niet in de kosmos terechtkomen. En zonder die elementen zou er geen aarde, geen lucht en geen leven zijn.
Zeldzame juwelen van het universum
In ons hele melkwegstelsel zijn slechts enkele honderden Wolf-Rayetsterren bekend, tegenover honderden miljarden “gewone” sterren. Ze zijn dus extreem zeldzaam, maar tegelijkertijd van groot belang. Door ze te bestuderen, leren astronomen niet alleen hoe zware sterren evolueren, maar ook hoe sterrenstelsels als geheel verrijkt worden met de chemische ingrediënten voor nieuwe generaties sterren en planeten.
Opname gemaakt met de James Webb ruimtetelescoop van de Wolf-Rayetster WR124
en de bijhorende nevel M1-67- Foto: NASA/ESA/CSA
