Dansen met de vijand

[univers]

ESO’s R Aquarii-week vervolgt met scherpste opname van R Aquarii ooit


Tijdens het testen van een nieuw subsysteem van SPHERE, het ‘planetenjachtinstrument’ van ESO’s Very Large Telescope, hebben astronomen indrukwekkende details – zelfs naar Hubble-maatstaven – kunnen vastleggen van de turbulente stellaire relatie binnen de dubbelster R Aquarii.

Deze spectaculaire opname – de tweede in het kader van ESO’s R Aquarii-week – geeft een detailrijk beeld van het spectaculaire tweetal sterren dat de dubbelster R Aquarii vormt. Waar de meeste dubbelsterren zijn verwikkeld in een gracieuze wals, is de relatie tussen de sterren van R Aquarii veel minder sereen. Ondanks zijn kleine formaat, ontfutselt de kleinste van de twee in een gestaag tempo materiaal aan zijn stervende metgezel – een rode reus.

Jaren van waarnemingen hebben het bijzondere verhaal blootgelegd achter de dubbelster R Aquarii, die centraal staat op deze foto. De grootste van de twee sterren, de rode reus, is een zogeheten Mira-veranderlijke. Sterren van dit type beginnen tegen het einde van hun bestaan te pulseren en worden duizend keer zo helder als onze zon. Daarbij zwellen hun buitenste lagen op om uiteindelijk de interstellaire leegte in te verdwijnen.

De doodsstrijd van deze enorme ster is al een opzienbarend verschijnsel, maar de invloed van de begeleidende witte dwergster maakt er een onheilspellend kosmisch spektakel van. De witte dwerg, die kleiner, compacter en veel heter is dan de rode reus, onttrekt materie aan de buitenste lagen van zijn grote metgezel. Op de foto is te zien hoe ‘jets’ van stellair materiaal dat door deze stervende reus is uitgestoten, aan R Aquarii ontsnappen.

Af en toe verzamelt zich voldoende materiaal op het oppervlak van de witte dwerg om een ​​thermonucleaire nova-explosie te veroorzaken – een immense gebeurtenis waarbij een enorme hoeveelheid materie de ruimte in wordt geblazen. In de ijle nevel van gas rond R Aquarii zijn de overblijfselen van eerdere nova-explosies te zien.

R Aquarii is slechts 650 lichtjaar van de aarde verwijderd – een naaste buur naar kosmische maatstaven – en is daarmee een van de dichtstbijzijnde symbiotische dubbelsterren. Vandaar dat deze intrigerende dubbelster al decennialang op de bijzondere aandacht van astronomen mag rekenen. Met zijn ontelbare structuren was R Aquarii dan ook een perfect onderwerp om de Zurich IMaging POLarimeter (ZIMPOL), die deel uitmaakt van het planetenjachtinstrument SPHERE, op de proef te stellen. De resultaten zijn onovertroffen: de hier getoonde opname is nog scherper dan beelden die met de beroemde Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA zijn gemaakt.


Tijdens het testen van een nieuw subsysteem van SPHERE, het ‘planetenjachtinstrument’ van ESO’s Very Large Telescope, hebben astronomen indrukwekkende details kunnen vastleggen van de turbulente stellaire relatie binnen de dubbelster R Aquarii.
SPHERE is echter niet het enige instrument dat bij dit onderzoek is gebruikt. De SPHERE-waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) zijn aangevuld met opnamen van de Wide Field Camera 3(WFC3) van de Hubble-ruimtetelescoop. Met zijn grote beeldveld en gevoeligheid heeft Hubble een grote opname van R Aquarii en omgeving gemaakt, terwijl met SPHERE/ZIMPOL een ongekend detailrijk beeld van de symbiotische dubbelster in het midden van de foto is verkregen.
Astronomen hebben hun voordeel kunnen doen met gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, die bij toeval enkele dagen eerder dan de VLT op R Aquarii werd gericht. Deze gelukkige samenloop van omstandigheden bood het team naar eigen zeggen ‘de unieke gelegenheid om het ZIMPOL-instrument te kalibreren’.
Deze foto toont zowel de groothoekopname van Hubble als de subtiele details die met SPHERE en de VLT zijn ontdekt.

SPHERE is na jaren van onderzoek en constructie ontwikkeld voor een van de meest uitdagende en opwindende onderzoeksterreinen van de astronomie: het zoeken naar exoplaneten. Dankzij een geavanceerd adaptief optisch systeem en gespecialiseerde instrumenten zoals ZIMPOL, is SPHERE in staat om exoplaneten rechtstreeks in beeld te brengen. De mogelijkheden van SPHERE beperken zich echter niet tot de jacht op ongrijpbare exoplaneten. Het instrument kan ook worden ingezet om allerlei andere hemelobjecten te onderzoeken – zoals blijkt uit deze fascinerende opname van de bijzondere kenmerken van R Aquarii.


Deze kaart toont de positie van R Aquarii in het sterrenbeeld Waterman (Aquarius). Op de foto staan verder bijna alle sterren die onder goede omstandigheden met het blote oog te zien zijn. Ook het op de foto vastgelegde hemelgebied is aangegeven.
Credit:ESO, IAU and Sky & Telescope


Tijdens het testen van een nieuw subsysteem van SPHERE, het ‘planetenjachtinstrument’ van ESO’s Very Large Telescope, hebben astronomen indrukwekkende details – zelfs naar Hubble-maatstaven – kunnen vastleggen van de turbulente stellaire relatie binnen de dubbelster R Aquarii.
Deze kleurenfoto is opgebouwd uit opnamen van de Digitized Sky Survey (DSS2) en toont het hemelgebied rond R Aquarii, de heldere oranje stip in het midden van de foto. Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin


While testing a new subsystem on the SPHERE planet-hunting instrument on ESO’s Very Large telescope, astronomers were able to capture dramatic details of the turbulent stellar relationship in the binary star R Aquarii with unprecedented clarity — even compared to observations from Hubble.
The ESOcast Light is a series of short videos bringing you the wonders of the Universe in bite-sized pieces. The ESOcast Light episodes will not be replacing the standard, longer ESOcasts, but complement them with current astronomy news and images in ESO press releases. Credit:ESO


Deze video opent met een overzichtsfoto van de Melkweg en eindigt met een close-up van het chaotische en fascinerende dubbelstersysteem R Aquarii. De opname die in aan het slot van deze video te zien is, is vastgelegd met het SPHERE/ZIMPOL-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT). Hij toont zowel de eigenlijke dubbelster als de jets van materie die vanuit dit stellaire duo de ruimte in schieten.
Credit:ESO, Digitized Sky Survey 2, ESA/Hubble, Nick Risinger (skysurvey.org). Music: astral electronic


Deze video toont de evolutie van het chaotische en fascinerende dubbelstersysteem R Aquarii. De time-lapse start met waarnemingen van de Nordic Optical Telescope genomen in 1997. Gedurende de 15 jaar die verstreken zijn sinds deze beelden genomen werden, werd het systeem nog vaak geobserveerd door andere telescopen, waaronder ESO’s Very Large Telescope. Deze video laat een selectie van deze beelden zien, en toont zo de expansie en evolutie van de materie die R Aquarii omringt.
R Aquarii is een zogeheten ‘symbiotische dubbelster’, bestaande uit twee sterren omringd door een grote, dynamische gaswolk (een nevel). Systemen zoals dit bevatten twee sterren in een ongelijke en complexe verhouding. R Aquarii bestaat uit één hete witte dwerg en één rode reus. De rode reus verliest materie aan zijn kleine metgezel en stoot daarbij van tijd tot tijd materie uit in vreemdsoortige stromen, lussen en slierten. Daardoor ontstaan de fascinerende vormen die hier te zien zijn.
Er is veel gaande tussen de spelers in dit kosmische duo. De rode reus is een veranderlijke ster die in de loop van een jaar en drie weken in helderheid fluctueert met factor 750. De zwakke nevel wordt Cederblad 211 genoemd en wordt beschouwd als het resultaat van een krachtige nova 250 jaar geleden. Eveneens is er een smalle, verticale, S-vormige structuur met klodders superhete materie te zien.


Deze animatie toont een rode reuzen ster die zijn buitenste lagen langzaam de ruimte in blaast.Credit:ESO/M. Kornmesser


Deze animatie geeft een impressie van een ‘vampierster’. De rode reuzenster in dit systeem stoot langzaam zijn buitenste lagen de ruimte in, waarna de andere ster – een witte dwerg – de uitgestoten materie kan ‘opzuigen’. Deze materie verzamelt zich in een schijf rond de witte dwerg, om van daaruit geleidelijk naar diens oppervlak te spiralen.
Zo nu en dan valt er meer materie op de witte dwerg dan deze kan behappen. Wanneer dat gebeurt, produceert de witte dwerg ter compensatie een hevige uitbarsting van overtollig gas. Het magnetische veld van de ster bundelt dit gas tot twee opvallend symmetrische polaire jets die lengten van honderden miljarden kilometers kunnen bereiken.Credit:ESO/M. Kornmesser


Deze animatie geeft een impressie van een ‘vampierster’. De rode reuzenster in dit systeem stoot langzaam zijn buitenste lagen de ruimte in, waarna de andere ster – een witte dwerg – de uitgestoten materie kan ‘opzuigen’. Deze materie verzamelt zich in een schijf rond de witte dwerg, om van daaruit geleidelijk naar diens oppervlak te spiralen.
Zo nu en dan valt er meer materie op de witte dwerg dan deze kan behappen. Wanneer dat gebeurt, produceert de witte dwerg ter compensatie een hevige uitbarsting van overtollig gas. Het magnetische veld van de ster bundelt dit gas tot twee opvallend symmetrische polaire jets die lengten van honderden miljarden kilometers kunnen bereiken


Al in 1810 hebben astronomen ontdekt dat de helderheid van de ster R Aquarii periodiek verandert. Deze helderheidsvariaties bleken later met tussenpozen van ongeveer een jaar op te treden. Tijdens zo’n cyclus wordt de ster eerst bijna onwaarneembaar zwak om vervolgens zo helder te worden dat hij met het blote oog te zien is. Deze animatie heeft een impressie van deze verandering in helderheid. Credit:ESO/M. Kornmesser


Wanneer er meer materie op een witte dwerg valt dan hij kan behappen, produceert deze ter compensatie een hevige uitbarsting van overtollig gas. Het magnetische veld van de ster bundelt dit gas tot twee opvallend symmetrische polaire jets die lengten van honderden miljarden kilometers kunnen bereiken. Credit:ESO/M. Kornmesser

https://www.eso.org/public/netherlands/ ... 1840/?lang