1

Een team van internationale astronomen, waaronder professor Albert Zijlstra van de School of Physics & Astronomy, voorspelt dat hij zal veranderen in een massieve ring van lichtgevend, interstellair gas en stof, bekend als een planetaire nevel.

Een planetaire nevel markeert het einde van 90% van alle actieve levens van sterren en volgt de overgang van de ster van een rode reus naar een gedegenereerde witte dwerg. Maar jarenlang wisten wetenschappers niet zeker of de zon in ons melkwegstelsel hetzelfde lot beschoren was: men dacht dat de zon te weinig massa had om een zichtbare planetaire nevel te creëren.

Om daar achter te komen ontwikkelde het team een nieuw stellair gegevensmodel dat de levenscyclus van sterren voorspelt. Het model werd gebruikt om de helderheid (of lichtkracht) van de uitgeworpen omhulling te voorspellen, voor sterren van verschillende massa’s en leeftijden. Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Astronomy.

Prof Zijlstra legt uit: “Wanneer een ster sterft, werpt hij een massa gas en stof – zijn omhulsel genoemd – de ruimte in. Het omhulsel kan wel de helft van de massa van de ster zijn. Dit onthult de kern van de ster, die op dit punt in het leven van de ster bijna geen brandstof meer heeft, uiteindelijk uitzet en uiteindelijk sterft.

“Pas dan laat de hete kern de uitgeworpen omhulling helder schijnen gedurende zo’n 10.000 jaar — een korte periode in de astronomie. Dit is wat de planetaire nevel zichtbaar maakt. Sommige zijn zo helder dat ze op extreem grote afstanden van tientallen miljoenen lichtjaren te zien zijn, waar de ster zelf veel te zwak zou zijn om te zien.”

Het model lost ook een ander probleem op dat astronomen al een kwart eeuw voor een raadsel stelt.

Ongeveer 25 jaar geleden ontdekten astronomen dat als je naar planetaire nevels in een ander sterrenstelsel kijkt, de helderste altijd dezelfde helderheid hebben. Men ontdekte dat het mogelijk was om te zien hoe ver weg een sterrenstelsel was, alleen maar aan de helderste planetaire nevels. In theorie werkte dit in elk type sterrenstelsel.

Maar terwijl de gegevens suggereerden dat dit juist was, beweerden de wetenschappelijke modellen iets anders. Prof. Zijlstra voegt daaraan toe: “Oude sterren met een lage massa zouden veel zwakkere planetaire nevels moeten maken dan jonge, massievere sterren. Dit is de afgelopen 25 jaar een bron van conflicten geweest.

“De gegevens zeiden dat je heldere planetaire nevels kon krijgen van sterren met een lage massa zoals de zon, de modellen zeiden dat dat niet mogelijk was, alles minder dan ongeveer twee keer de massa van de zon zou een planetaire nevel geven die te zwak is om te zien.”

De nieuwe modellen laten zien dat de sterren na het uitwerpen van de schil drie keer zo snel opwarmen als in oudere modellen werd gevonden. Dit maakt het voor een ster met een lage massa, zoals de zon, veel gemakkelijker om een heldere planetaire nevel te vormen. Het team ontdekte dat in de nieuwe modellen de zon bijna precies de ster met de laagste massa is die nog een zichtbare, zij het zwakke, planetaire nevel produceert. Sterren die zelfs maar een paar procent kleiner zijn, doen dat niet.

Professor Zijlstra voegde daaraan toe: “We ontdekten dat sterren met een massa van minder dan 1,1 maal de massa van de zon zwakkere nevels produceren, en sterren met een massa van meer dan 3 zonsmassa’s helderdere nevels, maar voor de rest ligt de voorspelde helderheid heel dicht bij wat was waargenomen. Probleem opgelost, na 25 jaar!

“Dit is een mooi resultaat. Niet alleen hebben we nu een manier om de aanwezigheid van sterren met een leeftijd van een paar miljard jaar in verre sterrenstelsels te meten, een bereik dat opmerkelijk moeilijk te meten is, we zijn er zelfs achter wat de zon zal doen als hij sterft!”