Astronomen die de Very Long Baseline Array (VLBA) -radiotelescoop van de National Science Foundation gebruiken, hebben de beweging van een gewelddadig gebied gevolgd waar de krachtige winden van twee gigantische sterren tegen elkaar in slaan. Het botsingsgebied beweegt terwijl de sterren, die deel uitmaken van een binair paar, om elkaar heen draaien, en de nauwkeurige meting van de beweging was de sleutel tot het ontsluiten van essentiële nieuwe informatie over de sterren en hun wind.
Beide sterren zijn veel zwaarder dan de zon - de ene ongeveer 20 keer de massa van de zon en de andere ongeveer 50 keer de massa van de zon. De 20-zonnemassa-ster is een type dat een Wolf-Rayet-ster wordt genoemd en wordt gekenmerkt door een zeer sterke wind van deeltjes die vanaf het oppervlak naar buiten worden gedreven. De zwaardere ster heeft ook een sterke buitenwind, maar een minder intense dan die van de Wolf-Rayet-ster. De twee sterren, onderdeel van een systeem genaamd WR 140, omcirkelen elkaar in een elliptische baan die ongeveer zo groot is als ons zonnestelsel.
"Het spectaculaire kenmerk van dit systeem is het gebied waar de wind van de sterren tegen elkaar botst en heldere radio-emissie produceert. We hebben dit botsingsgebied kunnen volgen terwijl het beweegt met de banen van de sterren ”, zegt Sean Dougherty, astronoom aan het Herzberg Institute for Astrophysics in Canada. Dougherty en zijn collega's presenteerden hun bevindingen in de editie van 10 april van het Astrophysical Journal.
De supersharp radio "visie" van de continentale VLBA stelde de wetenschappers in staat om de beweging van het windbotsingsgebied te meten en vervolgens de details van de banen van de sterren en een nauwkeurige afstand tot het systeem te bepalen.
"Onze nieuwe berekeningen van de details van de omloopbaan en de afstand zijn van cruciaal belang om de aard van deze Wolf-Rayet-sterren en van het windbotsingsgebied te begrijpen," zei Dougherty.
De sterren in de WR 140 voltooien een orbitale cyclus in 7,9 jaar. De astronomen volgden het systeem anderhalf jaar lang, en merkten dramatische veranderingen op in het windbotsingsgebied.
"Mensen hebben theoretische modellen uitgewerkt voor deze botsregio's, maar de modellen lijken niet te passen bij wat onze waarnemingen hebben aangetoond", zegt Mark Claussen van de National Radio Astronomy Observatory in Socorro, New Mexico. "De nieuwe gegevens over dit systeem zouden de theoretici veel betere informatie moeten verschaffen voor het verfijnen van hun modellen van hoe Wolf-Rayet-sterren evolueren en hoe wind-botsingsregio's werken," voegde Claussen eraan toe.
De wetenschappers keken naar de veranderingen in het sterrenstelsel terwijl de banen van de ster ze langs paden brachten die ze bijna zo dicht bij elkaar brachten als Mars bij de zon en zo ver als Neptunus bij de zon. Hun gedetailleerde analyse gaf hen nieuwe informatie over de sterke wind van de Wolf-Rayet-ster. Op sommige punten in de baan zond het windbotsingsgebied sterk radiogolven uit en op andere punten konden de wetenschappers het botsingsgebied niet detecteren.
Wolf-Rayet-sterren zijn gigantische sterren die de tijd naderen dat ze als supernovae zullen exploderen.
"Geen enkele andere telescoop ter wereld kan de details zien die door de VLBA zijn onthuld," zei Claussen. "Dit ongeëvenaarde vermogen stelde ons in staat om de massa's en andere eigenschappen van de sterren te bepalen, en zal ons helpen enkele fundamentele vragen te beantwoorden over de aard van Wolf-Rayet-sterren en hoe ze zich ontwikkelen." hij voegde toe.
De astronomen zijn van plan de WR 140 te blijven observeren om de veranderingen van het systeem te volgen terwijl de twee massieve sterren elkaar blijven omcirkelen.
Dougherty en Claussen werkten samen met Anthony Beasley van het Atacama Large Millimeter Array-kantoor, Ashley Zauderer van de University of Maryland en Nick Bolingbroke van de University of Victoria, British Columbia.
Oorspronkelijke bron: NRAO-persbericht
De National Radio Astronomy Observatory is een faciliteit van de National Science Foundation en wordt beheerd in samenwerking met Associated Universities, Inc.
