Wanneer onze zon begint te sterven, zal hij een rode reus worden omdat hij in zijn kern geen waterstofbrandstof meer heeft. Maar maak je geen zorgen, dit zal nog eens 5 miljard jaar niet gebeuren. Maar nu hebben astronomen de dood van een zonachtige ster op ongeveer 550 lichtjaar van de aarde in detail kunnen bekijken om een beter beeld te krijgen van wat het einde voor onze zon zou kunnen zijn. De ster, Chi Cygni, is gezwollen en kronkelt nu in zijn doodsstrijd. De ster begint dramatisch in en uit te pulseren, kloppend als een gigantisch hart. Nieuwe close-upfoto's van het oppervlak van deze verre ster tonen zijn kloppende bewegingen in ongekende details.
"Dit werk opent een venster op het lot van onze zon over vijf miljard jaar, wanneer het einde van zijn leven nadert", zegt Sylvestre Lacour van het Observatoire de Paris, die een team van astronomen leidde dat Chi Cygni bestudeerde.
De wetenschappers vergeleken de ster met een auto zonder benzine. De 'motor' begint te sputteren en te pulseren. Op Chi Cygni verschijnen de sputteringen als een verhelderend en dimmend effect, veroorzaakt door de samentrekking en uitzetting van de ster.
Voor het eerst hebben astronomen deze dramatische veranderingen in detail gefotografeerd.
"We hebben in wezen een animatie gemaakt van een pulserende ster met behulp van echte afbeeldingen", zegt Lacour. "Onze waarnemingen laten zien dat de pulsatie niet alleen radiaal is, maar ook inhomogeniteit heeft, zoals de gigantische hotspot die met een minimale straal verscheen."
Sterren in deze levensfase staan bekend als Mira-variabelen. Terwijl hij pulseert, blaast de ster zijn buitenste lagen weg, wat binnen een paar honderdduizend jaar een prachtig glanzende planetaire nevel zal creëren.
Chi Cygni pulseert eenmaal per 408 dagen. Met zijn kleinste diameter van 300 miljoen mijl wordt het gevlekt met schitterende plekken terwijl enorme pluimen van heet plasma over het oppervlak roeren, zoals de korrels op het oppervlak van onze zon, maar veel groter. Terwijl het zich uitbreidt, koelt en dimt Chi Cygni, groeiend tot een diameter van 480 miljoen mijl - groot genoeg om de asteroïdengordel van ons zonnestelsel te verzwelgen en te koken.
Het afbeelden van variabele sterren is een buitengewoon moeilijke taak. Ten eerste verbergen Mira-variabelen zich in een compacte en dichte schil van stof en moleculen. Om het stellaire oppervlak in de schaal te bestuderen, moeten astronomen de sterren in infrarood licht observeren, waardoor ze door de schaal van moleculen en stof heen kunnen kijken, zoals röntgenstralen artsen in staat stellen botten in het menselijk lichaam te zien.
Ten tweede zijn deze sterren erg ver weg en lijken ze dus erg klein. Ook al zijn ze enorm in vergelijking met de zon, door de afstand lijken ze niet groter dan een klein huisje op de maan gezien vanaf de aarde. Traditionele telescopen missen de juiste resolutie. Daarom heeft het team een techniek gebruikt die interferometrie wordt genoemd, waarbij het licht van verschillende telescopen wordt gecombineerd om een resolutie op te leveren die equivalent is aan een telescoop die zo groot is als de afstand ertussen.
Ze gebruikten de infrarood optische telescoopmatrix van het Smithsonian Astrophysical Observatory, of IOTA, die zich bevond op het Whipple Observatory op Mount Hopkins, Arizona.
"IOTA bood unieke mogelijkheden", zegt co-auteur Marc Lacasse van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Het stelde ons in staat om details in de afbeeldingen te zien die ongeveer 15 keer kleiner zijn dan kan worden opgelost in afbeeldingen van de Hubble-ruimtetelescoop."
Het team erkende ook het nut van de vele waarnemingen die jaarlijks worden gedaan door amateurastronomen over de hele wereld, die zijn verstrekt door de American Association of Variable Star Observers (AAVSO).
In het komende decennium prikkelt het vooruitzicht van ultrascherpe beeldvorming mogelijk gemaakt door interferometrie astronomen. Objecten die tot nu toe puntvormig leken, onthullen geleidelijk hun ware aard. Stellaire oppervlakken, zwarte gat-accretieschijven en planeetvormende gebieden rond pasgeboren sterren werden allemaal voornamelijk begrepen door modellen. Interferometrie belooft hun ware identiteit te onthullen en daarmee enkele verrassingen.
De nieuwe waarnemingen van Chi Cygni worden gerapporteerd in het nummer van 10 december van The Astrophysical Journal.
Bron: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
