Koolstof en zuurstof zijn gespot in het stof rond sterren in het centrum van de Melkweg, wat suggereert dat de sterren recente verstoringen hebben ondergaan - en laten doorschemeren hoe sterren zware elementen - zoals zuurstof, koolstof en ijzer - kunnen uitzenden in het hele universum, de weg vrijmakend voor het leven.
Wetenschappers hebben lang verwacht dat ze koolstofrijke sterren in ons sterrenstelsel zullen vinden, omdat we weten dat in veel van dergelijke sterren aanzienlijke hoeveelheden koolstof moeten worden aangemaakt. Maar koolstof was niet eerder opgedoken in de gaswolken rond deze sterren, zei Matthew Bobrowsky, astrofysicus aan de Universiteit van Maryland en co-auteur van een nieuwe studie die de ontdekking rapporteerde.
"Op basis van onze bevindingen is dit omdat middelgrote sterren die rijk zijn aan koolstof, die koolstof soms tot bijna aan het einde van hun sterrenleven verborgen houden, en deze pas met hun laatste‘ uitademingen ’vrijgeven, 'legde Bobrowsky uit.
De nieuwe resultaten verschijnen in het februari-nummer van het tijdschrift Astronomie en astrofysica.
Bobrowsky en zijn team, geleid door J. V. Perea-Calderón van het European Space Astronomy Center in Madrid, Spanje, gebruikten de Spitzer-ruimtetelescoop om elke ster en de omringende stof- en deeltjeswolken, planetaire nevels genoemd, te bekijken. De onderzoekers maten het licht van de sterren en het omringende stof en konden koolstofverbindingen identificeren op basis van de golflengten van het door de sterren uitgezonden licht. Kijkend in een gebied in het centrum van de Melkweg dat de 'Galactische Ardennen' wordt genoemd, observeerde het team 26 sterren en hun planetaire nevels en vonden er 21 met 'handtekeningen' van koolstof.
Maar de wetenschappers vonden niet alleen koolstof rond deze sterren; ze vonden ook zuurstof in deze 21 stofwolken, wat een verrassend mengsel van ingrediënten voor ruimtestof onthulde. Ze melden in hun paper dat dit waarschijnlijk te wijten is aan een thermische puls waarbij een golf van hogedrukgas lagen van elementen zoals koolstof en zuurstof vermengt en ze in de omringende wolk uitspuwt.
Het vinden van koolstof en zuurstof in de stofwolken rond sterren suggereert een recente verandering van chemie in deze populatie sterren, aldus de auteurs.
"Sterren in het centrum van de Melkweg zijn oud en‘ metaalrijk ’met een overvloed aan zware elementen, 'zei Bobrowsky. 'Ze verschillen in chemische samenstelling dan die in de schijf, verder uit het midden.'
Door de chemie van de sterren te bestuderen, kunnen wetenschappers leren hoe de materie waaruit onze aarde en andere planeten in onze melkweg bestaan, lang geleden zijn stellaire geboorteplaatsen heeft verlaten.
Terwijl een ster steeds heter wordt, wordt het waterstofgas dat oorspronkelijk bijna al zijn massa vormde, door middel van kernfusie eerst omgezet in helium en vervolgens in steeds zwaardere elementen. Het heetste gebied in de kern combineert de zwaarste elementen. En deze kunnen het oppervlak van de ster pas bereiken als zijn leven bijna voorbij is.
'De oerknal produceerde alleen waterstof en helium', zei Bobrowsky. "Zwaardere elementen zoals koolstof en zuurstof komen alleen voort uit‘ gaar worden ’in sterren. Nucleaire reacties in sterren creëerden de zwaardere elementen in 'het leven zoals we het kennen'. "
In de laatste 50.000 jaar van hun 10 miljard jaar durende leven verdrijven sterren ter grootte van een zon koolstofatomen samen met waterstof en helium om een omringende gaswolk te vormen die zich snel in de ruimte verspreidt, misschien om uiteindelijk het spul te worden van nieuwe sterren, zonnestelsels , of misschien zelfs leven op een aardachtige planeet. Veel grotere sterren verdrijven hun zwaardere materie in enorme explosies die supernovae worden genoemd.
"Alle zware elementen [die astronomen‘ metalen ’noemen, en omvatten alle elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium] op aarde zijn ontstaan door kernfusiereacties in eerdere generaties van sterren, 'zei Bobrowsky. "Die eerdere sterren verdreven die elementen de ruimte in en vervolgens werd ons zonnestelsel gevormd uit dat gas dat alle zware elementen bevat die we nu op aarde en in het leven op aarde vinden."
LEAD IMAGE CAPTION: Cat's Eye Nebula. Onderzoekers hebben koolstof en zuurstof gevonden in stoffige planetaire nevels rond sterren in het centrum van de Melkweg. Krediet: NASA / JPL-Caltech / J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA)
Bron: Astronomy & Astrophysics en Spitzer, via AAS
