Hoekmetingen aan lichtecho’s in nevel openbaren afstand

Door metingen aan de lichtecho’s in een reflectienevel om een pulserende ster is er een nieuwe methode ontdekt om nauwkeurig de afstand in het heelal te bepalen. Afstandsmeting bij pulserende sterren is cruciaal bij het bepalen van de afstand van het sterrenstelsel waarin ze voorkomen. De ster in kwestie, RS Puppis, staat in het zuidelijke sterrenbeeld Achtersteven en wordt omringd door een reflectienevel: een stofnevel die het licht van de ster weerkaatst. De periodiek veranderende helderheid van de ster veroorzaakt opvallende ‘lichtecho’s’ in de nevel die tot op grote afstand van de ster zijn te zien. Hieruit kan nauwkeurig de afstand van de nevel annex ster tot de aarde worden berekend, zo demonstreren de onderzoekers in een artikel dat binnenkort in Astronomy & Astrophysics zal verschijnen.

RS Puppis is een Cepheïde, een ster die – éénmaal per 41 dagen – pulseert en in datzelfde tempo van helderheid verandert. Zulke sterren worden al sinds lang gebruikt voor het bepalen van de afstand van de sterrenstelsels waarin ze worden waargenomen. De duur van hun pulsperiode is een maat voor hun absolute helderheid en wanneer deze wordt vergeleken met hun schijnbare, gemeten helderheid volgt daaruit hun afstand. Maar om deze zogeheten ‘periode-lichtkrachtwet’ te kunnen ijken, moet eerst van een groot aantal Cepheïden op een onafhankelijke manier de afstand worden bepaald. En dat is niet eenvoudig omdat deze pulserende sterren meestal ver van de zon staan.

RS Puppis is de eerste pulserende ster die in een nevel blijkt te liggen. Pierre Kervella en zijn collega’s hebben nu op tien plaatsen in deze nevel de variatie van de helderheid gevolgd en die vergeleken met de helderheidsvariatie van de centrale ster. Daaruit blijkt dat een helderheidsmaximum van de ster telkens – na vier tot zes maanden – wordt gevolgd door een helderheidsmaximum van een nevelfragment. Hoe groter de afstand tot de ster, des te later zo’n nevelfragment een lichtecho produceert. Zo kan – door eenvoudigweg te vermenigvuldigen met de lichtsnelheid – de afstand van deze nevelfragmenten tot de centrale ster worden berekend.

Omdat al deze afstanden ook in hoekmaat (dus in het vlak van de hemel) zijn te meten, volgt hieruit direct de afstand van de nevel annex ster tot de aarde. De onzekerheid in deze afstand, 6490 lichtjaar, bedraagt nu nog maar één procent. Daarmee is deze geometrische lichtecho-techniek een van de meest nauwkeurige voor het bepalen van de afstand van sterren en de meest nauwkeurige voor die van pulserende sterren. Ook bij sterren die exploderen of opvlammen zijn wel eens lichtecho’s waargenomen, maar dat zijn eenmalige gebeurtenissen die men precies op het juist moment moet waarnemen. Een Cepheïde pulseert altijd. George Beekman