In het sterrenbeeld Carina ligt het meest heldere en mysterieuze sterrenstelsel binnen 10.000 lichtjaar. De twee massieve sterren, beter bekend als Eta Carinae, barstten tweemaal uit in de 19th Eeuw om redenen die astronomen nog steeds niet begrijpen, en nadert nu het punt waarop men binnenkort als een supernova zou kunnen ontploffen.
Astronomen uit de 225th bijeenkomst van de American Astronomical Society woog eerder op deze superzware showoff eerder op de dag. Nieuwe bevindingen zijn onder meer 3D-geprinte modellen die nooit eerder vertoonde kenmerken van de interacties van de sterren onthullen.
Maar laten we ons eerst beter oriënteren met dit ongrijpbare systeem. De helderdere, primaire ster heeft ongeveer 90 keer de massa van de zon en overtreft deze vijf miljoen keer. De eigenschappen van de kleinere, begeleidende ster worden nog steeds fel betwist. Beide sterren produceren krachtige gasvormige uitstromen die stellaire winden worden genoemd. Hoewel deze winden de sterren omhullen en alle pogingen blokkeren om ze direct te observeren, is het gas heet en dicht genoeg om waarneembare röntgenstralen uit te zenden.
De röntgenstraling-emissie verandert echter dramatisch wanneer de sterren hun punt van dichtstbijzijnde nadering of periastron bereiken. Naarmate de sterren elkaar naderen, wordt hun röntgenstraling geleidelijk helderder en bereikt een maximum wanneer de sterren zo dicht bij Mars zijn als de zon. Maar net voorbij het periastron vallen de röntgenstralen plotseling neer terwijl de begeleidende ster snel rond de primaire ster beweegt.
Nu heeft een onderzoeksteam een 3D-simulatie ontwikkeld, kijkend naar 11 jaar aan gegevens en drie periastronpassages, van meerdere NASA-satellieten en telescopen op de grond.
Volgens het model van het team hebben de winden van elke ster verschillende eigenschappen. De winden van de primaire ster zijn extreem traag en waaien met een miljoen mijl per uur, terwijl de winden van de warmere metgezelster veel sneller zijn, met een snelheid die zes keer groter is. De winden van de primaire ster zijn ook extreem dicht, waardoor de equivalente massa van onze zon om de duizend jaar wordt afgevoerd, terwijl de wind van de metgezel 100 keer minder materiaal afvoert.
Maar het onderzoeksteam stopte daar niet. "Met behulp van een commerciële 3D-printer ... hebben we een manier gevonden om de output van onze computersimulaties van Eta Car in 3D te printen", zegt Thomas Madura, ook van NASA Goddard Space Flight Center. "En voor zover we weten zijn dit 's werelds eerste 3D-afdrukken van een supercomputersimulatie van een complex astrofysisch systeem."
Het gedrukte model kan in twee delen worden verdeeld: de dichte wind van de primaire ster en de meer ijle wind van de begeleidende ster. Door het model in tweeën te snijden, wordt de holte die door de wind van de begeleidende ster is uitgehouwen in de wind van de primaire ster onthuld.
"Als resultaat van dit 3D-drukwerk, ontdekten we eigenlijk deze vingervormige uitsteeksels die zich radiaal uitstrekken uit het spiraalvormige wind-windbotsingsgebied", aldus Madura. "Dit zijn functies waarvan we niet eens echt wisten dat ze bestonden". Ze zijn waarschijnlijk het gevolg van fysieke instabiliteit die ontstaat wanneer de snelle wind botst met de langzamere wind, die in wezen een gasmuur is.
Beide zware sterren van Eta Carinae zouden op een dag hun leven kunnen eindigen in supernova-explosies. 'Voor sterren bepaalt massa hun lot. Maar voor massieve sterren bepaalt massaverlies hun lot ”, zegt Michael Corcoran van het NASA Goddard Space Flight Center.
Hoewel de sterren met grote snelheid massa blijven verliezen, is er geen bewijs dat een van beide sterfgevallen op handen is.
