Belgische wetenschappers ontdekken hoe planetaire nevels hun betoverende vormen krijgen
Sommige lijken op een vlinder, andere op een kegel of op een spiraal. Hoe het komt dat planetaire nevels zulke ongewone vormen aannemen, hebben astronomen van de KU Leuven voor het eerst aangetoond.
Stervensproces van een ster
Een planetaire nevel heeft niets met planeten te maken. Het is een fase in het stervensproces van een ster.
Als een ster zoals de zon sterft, dan evolueert ze eerst tot een zogenoemde rode reus. In het geval van onze zon zal ze 200 keer groter worden en 1.000 keer helderder. Tegelijk koelt ze af waardoor ze een rode kleur krijgt. Vandaar de naam rode reus.
Als rode reus zal de ster materiaal uitstoten, waardoor sterrenwinden ontstaan: massa’s materiaal die zich als een stroom voortbewegen.
Naarmate het stervensproces verder verloopt, zal de ster krimpen en weer heter worden. Het uitgestoten materiaal dat rond de ster wervelt, zal beginnen te gloeien. Zo ontstaat een planetaire nevel: wolken die oplichten door het gloeiende materiaal waaruit ze bestaan.
Altijd symmetrisch, bijna nooit rond
Planetaire nevels komen in het heelal voor in de meest uiteenlopende vormen. Ze zijn altijd symmetrisch maar bijna nooit rond. Die veelheid aan vormen is iets wat wetenschappers allang verbaast. Hoe kan een ster als de zon, die zo rond is als een biljartbal, verdwijnen in een nevel die eruit ziet als een kegel, een vlinder of een spiraal?
Tekst gaat voort onder afbeelding.
Astronoom Leen Decin (KU Leuven) en haar collega’s hebben een antwoord gevonden op de vraag. Ze hebben met de grootste radiotelescoop ter wereld (ALMA in Chili) sterrenwinden rond rode reuzen bestudeerd. Van sterrenwinden werd aangenomen dat ze cirkelvormig zijn. Maar wat Decin en haar collega’s zagen, was iets helemaal anders: de windstromen namen uiteenlopende vormen aan waarvan vele leken op die van planetaire nevels.
De windstromen leken zich te vormen volgens bepaalde patronen. Sommige vormden een schijf, andere bevatten spiralen, en nog andere leken op kegels. Voor Decin en haar collega’s was het een aanwijzing dat die vormen niet willekeurig waren ontstaan.
Kleine sterren en zware planeten
Na verder onderzoek kwamen ze tot de conclusie dat kleine sterren of zware planeten in de buurt van de stervende ster het patroon bepaalden. Als een stervende ster uitgroeit tot een rode reus, dan slokt ze alle omringende planeten en sterren op die dicht bij haar staan. Maar zware planeten (of kleine sterren) die ver genoeg staan, kunnen de aantrekkingskracht van de stervende ster weerstaan. Ze blijven rond de ster draaien en trekken met hun eigen zwaartekracht de sterrenwinden achter zich aan. Zo ontstaan patronen die - al naargelang het aantal planeten (sterren) die nog overblijven en de baan die ze volgen - tot bepaalde vormen leiden.
Je moet die zware planeten of kleine sterren beschouwen als stervensbegeleider van de stervende ster.
“Je moet die zware planeten of kleine sterren beschouwen als stervensbegeleider”, licht Decin toe. “Door de interactie tussen de stervende ster en haar begeleiders komen de sterrenwinden tot bepaalde vormen. Gelijkaardige vormen vind je terug in de planetaire nevels die later ontstaan. Het zijn dezelfde wetten van de fysica die de vormen van sterrenwinden en planetaire nevels bepalen.”
Het einde van onze zon
Aan de hand van hun bevindingen hebben Decin en haar collega’s ook berekend hoe de planetaire nevel van onze zon er zal uitzien. “Over 7 miljard jaar zal onze zon sterven”, zegt Decin. “Onze aarde zal net als de meeste andere planeten van ons zonnestelsel worden opgeslokt. Maar reuzen als Jupiter en Saturnus kunnen overleven. Wij hebben berekend dat Jupiter een zwakke spiraal zal vormen in de sterrenwind van onze zon. Die spiraal zal allicht terug te vinden zijn in de planetaire nevel.”
Bekijker hieronder de reportage over de ontdekking van Leen Decin uit "Het Journaal":
De studie van Leen Decin en haar collega's verschijnt op vrijdag 18 september in het tijdschrift Science.