Een internationaal team van onderzoekers, onder wie Rens Waters (SRON/Radboud), heeft een oorzaak gevonden voor de tot nu toe slecht begrepen grote verscheidenheid in de structuur van sterrenwinden. Met waarnemingen en modellen laten ze zien dat begeleidende sterren of grote exoplaneten deze variatie veroorzaken. Ze publiceren hun bevindingen in het vakblad Science.

Sterrenkundigen breken al langere tijd hun hoofd over de vraag waarom de sterrenwinden van stervende sterren in modellen vaak een bolvormige planetaire nevel produceren, terwijl we in de praktijk veel spiraalvormige, vlindervormige, zandlopervormige en ringvormige planetaire nevels zien.

Een groep onderzoekers onder leiding van Leen Decin (KU Leuven) onderwierp veertien nabije rode reuzen aan nader onderzoek. De sterrenwinden van deze rode reuzen zullen zich in 100.000 jaar ontwikkelen tot planetaire nevels. De astronomen gebruikten hiervoor de ALMA-telescopen in Chili. Het was voor het eerst dat er van een aantal rode reuzen met een sterrenwind op eenzelfde, gedetailleerde manier gegevens werden verzameld. Daardoor konden ze de sterren goed vergelijken. De winden van deze rode reuzen bleken allemaal niet bolvormig te zijn. Ze hadden vormen die sterk lijken op die van planetaire nevels rond al uitgedoofde sterren.

Met behulp van de verkregen gegevens maakten de sterrenkundigen vervolgens een model, dat de vorm van een sterrenwind goed kan verklaren als de rode reus een begeleidende ster in de buurt heeft of als er een grote exoplaneet omheen draait. Leen Decin: “Ik vergelijk het met het roeren van melk in een kopje koffie. Dan ontstaan er ook spiralen.”

De ontdekking levert een nieuwe methode om exoplaneten en begeleidende sterren te ontdekken, aldus medeauteur Alex de Koter (UvA en KU Leuven): “Aan de hand van de structuur van de sterrenwind van rode reuzen kunnen we nu achterhalen of, en zo ja op welke afstand er een begeleider zit en hoe zwaar die is. Zo kunnen we bijvoorbeeld zoeken naar Jupiter-achtige planeten in de fase van hun bestaan vlak voordat hun ster het opgeeft”.

Het onderzoek helpt ook bij het voorspellen van hoe de nevel van ons eigen zonnestelsel eruitziet als onze zon over ongeveer vijf miljard jaar zelf een rode reus wordt. Rens Waters (Radboud Universiteit en SRON): “Waarschijnlijk, zo laten de nieuwe modellen zien, zorgen Jupiter en Saturnus ervoor dat zich in de bolvormige sterrenwind een zwakke spiraal zal vormen.”

Publicatie

(Sub-)stellar companions shape the winds of evolved stars. Door: L. Decin et al. In: Science, 18 september 2020. https://doi.org/10.1126/science.abb1229