Enorme bellen gespot op het oppervlak van R Doradus
Deze enorme, hete gasbellen op het oppervlak van de ster R Doradus zijn ongeveer 75 keer groter als onze Zon.
R Doradus bevindt zich op ongeveer 178 lichtjaar afstand in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Dorado.
De ster is ook bekend als HD 29712, IRAS 04361-6210 en TIC 38877693 en heeft en diameter van ongeveer 350 keer die van de Zon.
De massa van R Doradus is ongeveer gelijk aan de massa van de Zon en dat betekent dat R Doradus er vermoedelijk uitziet zoals onze Zon over 5 miljard jaar als die ook een rode reus is geworden.
R Doradus is zichtbaar met het blote oog maar op infrarode golflengtes is het een van de helderste sterren aan de hemel. R Doradus is een Mira-variabele ster waarvan de helderheid varieert tussen magnitude 4,8 en 6,6. De gemiddelde helderheid bedraagt magnitude 5,4.
Volgens professor Wouter Vlemmings en collega’s van het Chalmers University of Technology produceren sterren in hun kernen energie door middel van kernfusie. Die energie kan naar het oppervlak van de ster worden getransporteerd in enorme hete bellen van gas die aan het oppervlak afkoelen en zinken – verglijkbaar met een lavalamp.
Deze mengbeweging, bekend als convectie, verdeelt de zware elementen die in de kern zijn gemaakt, zoals koolstof en stikstof, door de hele ster. Er wordt ook gedacht dat de beweging verantwoordelijk is voor de sterrenwinden die deze elementen het heelal inblazen om nieuwe sterren en planeten te vormen.
Convectiebewegingen waren nog nooit zo gedetailleerd gevolgd in andere sterren dan de Zon, tot nu toe.
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (SLMA) observeerden de auteurs R Doradus gedurende vier weken tussen 2 juli en 2 augustus 2023.
Ze waren in staat om beelden met een hoge resolutie van het oppervlak van de ster te verkrijgen.
Volgens professor Vlemmings is dit de eerste keer dat het borrelende oppervlak van een echte ster op zo’n manier kan worden getoond. De onderzoekers hadden nooit verwacht dat de gegevens van zo’n hoge kwaliteit zouden zijn en dat ze zoveel details van de convectie op het stellaire oppervlak konden zien.
Convectie creëert de prachtige korrelige structuur die we op het oppervlak van onze Zon zien, maar die is moeilijk te zien op andere sterren. Met ALMA hebben de astronomen nu niet alleen direct convectieve cellen kunnen zien – met een grootte die 75 keer groter is als die van onze Zon – maar ook voor het eerst kunnen meten hoe snel ze bewegen.
De cellen van R Doradus lijken te bewegen in een cyclus van een maand, wat sneller is dan astronomen hadden verwacht op basis van hoe convectie werkt in de Zon.
De reden voor dit verschil in nog niet bekend. Het lijkt erop dat convectie verandert naarmate een ster ouder wordt op manieren die astronomen nog niet begrijpen.
Waarnemingen zoals die nu van R Doradus zijn gemaakt helpen astronomen te begrijpen hoe sterren zoals de Zon zich gedragen, zelfs als ze zo koel, groot en bubbelig worden als R Doradus.
Het is spectaculair dat astronomen nu direct de details op het oppervlak van sterren die zo ver weg zijn, in beeld kunnen brengen en natuurkunde kunnen waarnemen die tot nu toe voornamelijk alleen in de Zon zichtbaar was.
Artikel:
W. Vlemmings et al. 2024. One month convection timescale on the surface of a giant evolved star. Nature 633, 323-326; doi: 10.1038/s41586-024-07836-9
Eerste publicatie: 14 september 2024
Bron: ESO
