Stervensstof van rode reuzen veroorzaakt sterrenwind

Reconstructie van de stofschil rond W Hydrae, een rode reus die circa 560 maal zo groot is als de zon (op ongeveer 375 lichtjaar afstand).
Reconstructie van de stofschil rond W Hydrae, een rode reus die circa 560 maal zo groot is als de zon (op ongeveer 375 lichtjaar afstand). Foto Nature

Australische en Britse astronomen hebben een belangrijke schakel in het stervensproces van sterren als de zon ontdekt (Nature online, 12 april). Zulke sterren zwellen aan het einde van hun leven op tot een gigantische rode reus en blazen dan grote hoeveelheden gas en stof de ruimte in. Hieruit kunnen elders weer andere sterren – en planeten – ontstaan. Hoe dit wegblazen precies in zijn werk gaat, was tot nu toe onduidelijk omdat het niet mogelijk was de directe omgeving van zulke reuzensterren gedetailleerd te bestuderen.

Dat is Barnaby Norris en collega’s nu wel gelukt. De astronomen bestudeerden drie rode reuzensterren en ontdekten dat die op heel korte afstand omringd worden door een schil van onverwacht grote stofdeeltjes. Deze deeltjes ontstaan door condensatie in het koelere deel van de atmosfeer van de ster en worden door het licht van de ster buitenwaarts geduwd. Hun geringe afstand tot het steroppervlak betekent dat ze doorzichtig moeten zijn voor sterlicht. Als ze dat namelijk niet waren en sterlicht absorbeerden, zouden ze direct weer verdampen (dus niet waarneembaar zijn). Dat betekent dat het de verstrooiing en niet de absorptie van sterlicht is die deze deeltjes wegblaast.

Het omringende gas wordt vervolgens weggeblazen door de buitenwaarts bewegende stofdeeltjes. Die botsen tegen de omringende gasmoleculen en slepen die mee, waardoor die ook tegen andere gasmoleculen botsen. Zo ontstaat overal rond de reuzenster een buitenwaarts gerichte ‘sterrenwind’.

Hoewel de totale massa van het gas meer dan honderd maal zo groot is als die van het stof, helpt de relatief grote diameter van de stofdeeltjes (ongeveer 0,6 micrometer) om al dit gas in beweging te krijgen. Een uniek verschijnsel als je bedenkt dat het in een ‘gewone’ atmosfeer, zoals die van een planeet, altijd de wind is die stof in beweging brengt en niet andersom.

De onderzoekers gebruikten voor hun observaties een telescoop die als interferometer werkte en zo details onderscheidde die tientallen malen kleiner waren dan bij een gewone telescoop – ‘aperture-masked polarimetric interferometry’ wordt de techniek genoemd. Ook detecteerden de onderzoeker niet het licht zelf rond de ster, maar de polarisatie daarvan, zodat het felle, storende licht van de ster kon worden geëlimineerd.