Wanneer sterren het einde van hun levensduur bereiken, ondergaan velen de zwaartekracht ineenstorting en exploderen ze in een supernova. In sommige gevallen storten ze in tot zwarte gaten en geven ze in korte tijd een enorme hoeveelheid energie vrij. Dit zijn zogenaamde gammastraaluitbarstingen (GRB's) en ze zijn een van de krachtigste gebeurtenissen in het bekende heelal.
Onlangs kon een internationaal team van astronomen een beeld vastleggen van een nieuw ontdekt drievoudig stersysteem omgeven door een 'pinwheel' van stof. Dit systeem, bijgenaamd "Apep", bevindt zich op ongeveer 8000 lichtjaar van de aarde en is voorbestemd om een GRB van lange duur te worden. Bovendien is het de eerste in zijn soort die in ons sterrenstelsel wordt ontdekt.
De studie die de bevindingen van het team beschrijft, is onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur.Het team stond onder leiding van Joseph R. Callingham, een postdoctorale fellow van het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), en bestond uit leden van het Sydney Institute for Astronomy (SIfA), de Royal Observatory Edinburgh, de University of Sheffield en de University of Nieuw Zuid-Wales.
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van ESO heeft het team een beeld vastgelegd van 2XMM J160050.7-514245, een drievoudig stersysteem dat bestaat uit een binair paar en een bijbehorende enkele ster omgeven door een stofwolk. Vanwege zijn kronkelige vorm, die lijkt op een slang die om de sterren is gewikkeld, gaf het team de bijnaam het systeem Apep. Deze oude Egyptische godheid was een gigantische slang die de chaos belichaamde en die elke avond met de zonnegod Ra vocht.
Deze vondst was zowel ongekend als onverwacht. Zoals Callingham uitlegde in een recent ESO-persbericht: 'Dit is het eerste dergelijke systeem dat in ons eigen sterrenstelsel is ontdekt. We hadden nooit verwacht dat we zo'n systeem in onze eigen achtertuin zouden vinden. ” Nog interessanter is het feit dat van dit systeem wordt verwacht dat het door de zwaartekracht ineenstort en een GRB van lange duur wordt.
Zoals opgemerkt behoren GRB's tot de krachtigste explosies in het heelal. Deze duren doorgaans tussen een paar duizendsten van een seconde en een paar uur en geven evenveel energie af als de zon gedurende zijn hele levenscyclus. GRB's met een lange duur zijn die welke langer dan 2 seconden duren en worden veroorzaakt wanneer snel roterende Wolf-Rayet-sterren supernova worden.
Deze zeldzame heterogene klasse van sterren heeft ongebruikelijke spectra die wijzen op de aanwezigheid van zware elementen en de uitputting van waterstof en sterke sterrenwinden. Enkele van de meest massieve sterren in het heelal evolueren tegen het einde van hun leven in Wolf-Rayet-sterren en blijven slechts een paar honderdduizenden jaren in deze staat.
In die tijd genereren ze krachtige sterrenwinden die enorme hoeveelheden materiaal afwerpen met snelheden tot miljoenen kilometers per uur. In het geval van Apep gaven metingen van de sterrenwinden aan dat ze met 12 miljoen km / h (7,45 miljoen mph) reizen. Het zijn deze winden die verantwoordelijk zijn voor het stofvuurrad rond dit drievoudige stersysteem en zijn opgerolde vorm.
In feite is het pinwheel ontstaan als gevolg van botsende stellaire winden die zijn gegenereerd door het binaire paar (dat verschijnt als een enkele heldere ster in de afbeelding bovenaan). Het binaire paar is ook verantwoordelijk voor het vormgeven van het pinwheel, waar hun zwaartekrachtinvloed en banen het zijn kronkelige vorm geven.
Vergeleken met de stellaire winden die door het binaire paar worden gegenereerd, wervelt het pinwheel zelf rond met een relatief lage snelheid van minder dan 2 miljoen km / h (1,24 miljoen mph). Dit enorme verschil wordt verondersteld het gevolg te zijn van het feit dat een van de binaire paren zowel snelle als langzame wind in verschillende richtingen lanceert.
Een mogelijke verklaring hiervoor is dat het binaire paar zo snel roteert dat het zichzelf bijna uit elkaar scheurt (oftewel een bijna-kritische rotatie). Bovendien wordt aangenomen dat Wolf-Rayet-sterren met zulke snelle rotaties GRB's met een lange levensduur produceren wanneer hun kernen aan het einde van hun levenscyclus instorten.
Dit alles bracht het internationale team tot de conclusie dat Apep binnen een paar honderdduizend jaar (slechts een knipoog als het gaat om kosmologische tijdschalen) een zwaartekracht zal ondergaan en zal ontketenen als een enorme GRB. Dit evenement zal waarschijnlijk de eerste GRB zijn die plaatsvindt in ons sterrenstelsel en zal lang genoeg duren voor astronomen om het te detecteren.
Of die astronomen al dan niet menselijk zullen zijn, is een andere zaak. Er kan veel gebeuren in een paar honderdduizenden jaren. Toch is het een hele prestatie om de stamvader van een van de meest energetische gebeurtenissen in het heelal in onze eigen kosmische achtertuin te vinden en te weten dat dit op een dag tot een enorme explosie zal leiden.
Bekijk ook deze ESOcast over de ontdekking van Apep:
