Stoom gesignaleerd in expanderende atmosfeer reuzenster

Astronomen hebben in de expanderende atmosfeer van een reuzenster zeer hete waterdamp, ofwel stoom, waargenomen (Nature, 2 september). Tot nu toe werd het ontstaan van waterdamp bij zo’n ster voor onmogelijk gehouden. De ster, CW Leonis, staat op een afstand van circa zeshonderd lichtjaar in het sterrenbeeld Leeuw. De waterdamp werd waargenomen met de Europese infraroodsatelliet Herschel, door een groep astronomen onder leiding van Leen Decin, van de Universiteit van Amsterdam en de Katholieke Universiteit Leuven.

CW is een ster die aan het einde van haar leven enorm is opgezwollen en nu haar buitenste lagen in een rustig tempo van zich af stoot. In deze expanderende lagen, die rijk zijn aan koolstof, vinden allerlei chemische reacties plaats die tot het ontstaan van meer dan zeventig verschillende koolstofverbindingen hebben geleid. In 2001 werden ook tekenen van waterdamp gevonden, een verbinding van waterstof en zuurstof. Dat was vreemd, omdat werd verwacht dat vrijwel alle zuurstof in dit koolstofrijke milieu zou zijn vastgelegd in koolmonoxide.

Sommige astronomen suggereerden dat de waterdamp het gevolg was van de verdamping van komeetachtige objecten in de koelere, buitenste delen van de expanderende atmosfeer. Nu hebben Decin en haar team echter in het spectrum van de ster spectraallijnen waargenomen die er op wijzen dat een groot deel van de waterdamp een temperatuur van ongeveer 700 graden heeft. Deze stoom moet ontstaan in de hetere, binnenste delen van de expanderende atmosfeer. En dat impliceert weer dat verdampende kometen – en andere processen in de koelere delen – kunnen worden uitgesloten.

De onderzoekers opperen dat de stoomvorming het gevolg is van onverwachte chemische processen die op gang worden gebracht door ultraviolette straling. Die straling ontleedt de koolmonoxide, waardoor zuurstofatomen vrijkomen die zich met waterstof kunnen verbinden tot watermoleculen. De uv-straling is waarschijnlijk afkomstig van enkele hete sterren in de directe omgeving van CW Leonis. Deze straling weet door de ijlere gebieden in de expanderende steratmosfeer de diepere delen te bereiken, om daar de processen in gang te zetten die stoom produceren.

George Beekman