Een rode zon die grote bellen blaast

Sterrenkunde

Een ster in het zuidelijke sterrenbeeld ‘Luchtpomp’ stoot periodiek gaswolken uit. Eentje werd een reusachtige gasbel.

ALMA-opname van U Antliae – het heldere vlekje in het midden. De grote ‘zeepbel’ daaromheen bestaat uit gas en stof. Foto ESA / ALMA

Een team van voornamelijk Europese astronomen heeft een indrukwekkende opname gemaakt van U Antliae. Deze ster op leeftijd had oorspronkelijk minstens drie keer zoveel massa als de zon, maar is inmiddels flink afgevallen. Hij doorloopt een turbulente levensfase, waarbij met tussenpozen flinke hoeveelheden materie de ruimte in worden geblazen. Onze zon zal ooit vergelijkbaar gedrag gaan vertonen.

Dankzij een van die oprispingen is U Antliae omgeven door iets wat op een grote zeepbel lijkt. Nader onderzoek toont dat de uitdijende schil van gas en stof zo’n 2.700 jaar geleden is ontstaan. Inmiddels heeft deze een middellijn van ongeveer 0,3 lichtjaar bereikt, ruwweg 3 biljoen kilometer: 20.000 keer de afstand aarde-zon.

U Antliae en zijn omgeving, gefotografeerd in het zichtbaar licht. Foto ESO, Digitized Sky Survey 2 / Davide De Martin

De nieuwe opname is gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Dat is een kolossale verzameling radiotelescopen die in het noorden van Chili staat opgesteld. De straling die met ALMA wordt waargenomen ligt buiten het voor ons zichtbare deel van het elektromagnetische spectrum.

Rode reus in de Luchtpomp

De kleur van de opname is dus niet ‘echt’, maar hij is wel toepasselijk gekozen. U Antliae, die op een afstand van ruwweg 900 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Antlia of ‘Luchtpomp’ staat, is namelijk een zogeheten rode reus. Zijn oppervlaktetemperatuur bedraagt ongeveer 2.500 °C, waarmee de ster aanzienlijk koeler en roder is dan onze zon (5.500 °C).

Een video van de ESO over hun ontdekking

Rode reuzen beginnen hun leven als betrekkelijk ‘lichte’ sterren. Bij hun geboorte hebben de lichtste ongeveer net zoveel massa als onze zon, de zwaarste tien keer zoveel. Gedurende hun eerste miljarden levensjaren leiden deze sterren een betrekkelijk rustig bestaan. Totdat hun brandstof begint op te raken.

Sterren produceren energie door diep in hun inwendige waterstof om te zetten in het iets zwaardere helium. Wanneer de waterstofvoorraad in het centrum van een ster uitgeput raakt, trekt zijn kern samen. Dat gaat gepaard met een sterke toename van de inwendige temperatuur, die ervoor zorgt dat de buitenste lagen van de ster opzwellen en afkoelen.

Horten en stoten

Dat opzwellen is een proces van horten en stoten, waarbij helium in nog zwaardere elementen wordt omgezet, waaronder koolstof. Daarbij treden in het inwendige van de ster soms grote explosies op die ertoe leiden dat aanzienlijke hoeveelheden stermateriaal worden weggeblazen. Door deze zogeheten thermische pulsen, die maar een paar honderd jaar duren, kan de ster meer dan de helft van zijn massa kwijtraken.

Onze zon staat een soortgelijk scenario te wachten. Hoewel haar beginmassa duidelijk geringer is dan die van U Antliae, zal ook zij opzwellen tot een rode reus. Daarbij slokt de zon in elk geval de planeten Mercurius en Venus op, en misschien ook de aarde. Ter geruststelling: dat is pas over ruim vijf miljard jaar.