SOFIA ziet bubbel rond Westerlund 2
Met behulp van gegevens van het Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) van de NASA hebben astronomen de beweging van koolstofatomen in de uitdijende gasbubbel rond de sterrenhoop Westerlund 2 in kaart gebracht. Ze vonden dat er sprake is van een enkele bubbel die Westerlund 2 omhuld en niet twee bubbels zoals die door eerdere studies waren gesuggereerd.
Westerlund 2 is een enorme open sterrenhoop van ongeveer 3000 sterren die in de jaren ’60 is ontdekt door de Zweedse astronoom Bengt Westerlund. De sterrenhoop is ook bekend als ESO 127-18 en is te vinden op een afstand van ongeveer 20.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Carina – Kiel. Westerlund 2 heeft een doorsnede van ongeveer 10 lichtjaar en bevindt zich in het enorme stervormingsgebied Gum 29 (RCW 49).
De leeftijd van Westerlund 2 wordt geschat op 2 miljoen jaar maar ondanks die relatief jonge leeftijd bevat de sterrenhoop de helderste, heetste en zwaarste sterren die we kennen.
Als zware sterren ontstaan dan hebben ze een veel sterkere uitstoot van protonen elektronen en atomen van zware metalen. Deze uitstoot wordt sterwind genoemd en extreme sterwinden zijn in staat bellen te blazen in de omringende wolken van koud, dicht gas.
Astronomen hebben zo’n bubbel gecentreerd rond de helderste sterrenhoop in dit deel van ons sterrenstelsel, waargenomen en ze waren in staat om de straal, de massa en de snelheid waarmee de bubbel uitdijt te bepalen.
De oppervlakken van deze uitzettende bubbels zijn gemaakt van een dicht gas van geïoniseerd koolstof en ze vormen een soort buitenschil rond de bubbels. Er wordt aangenomen dat er in deze schillen nieuwe sterren kunnen ontstaan.
Maar net als soep in een kokende ketel overlappen de bubbel die deze sterrenhopen omsluiten en vermengen ze zich met wolken van omringend gas waardoor het moeilijk is om de oppervlakken van de individuele bubbels te onderscheiden.
Door de straling te meten die door de sterrenhoop over het hele elektromagnetische spectrum wordt uitgezonden (van hoogenergetische röntgenstraling tot laagenergetische radiogolven) konden de onderzoekers een duidelijker beeld van de bubbel rond Westerlund 2 opstellen.
Eerdere studies maakten alleen gebruik van radio en submillimetergolflengtes en leverden een lagere resolutie op en lieten de bubbel niet zien.
Onder de belangrijkste metingen bevond zich een golflengte in het ver-infrarood die door een specifiek koolstofion in de rand van de bubbel werd uitgezonden. Met behulp van spectroscopie kunnen astronomen bepalen hoe snel dit koolstof naar ons toe of van ons af beweegt. Dit wordt het Dopplereffect genoemd en het is hetzelfde effect dat er voor zorgt dat de toonhoogte van een roterende passerende trein veranderd. In dit geval verandert de kleur een beetje met de snelheid van de koolstofionen.
Door te bepalen of koolstofionen naar of van de Aarde af bewegen en die informatie te combineren met metingen uit de rest van het elektromagnetische spectrum konden de astronomen een driedimensionale weergave maken van de uitdijende stellaire bubbel rond Westerlund 2.
Naast het vinden van een enkele, door sterren aangedreven bubbel rond de sterrenhoop vonden ze ook aanwijzingen voor het ontstaan van nieuwe sterren in het schilgebied van deze bubbel.
Hun analyse suggereert ook dat toen de bubbel groter werd deze aan één kant openbrak waardoor heet plasma vrijkwam en de expansie van de schil ongeveer een miljoen jaar geleden vertraagde.
Maar ongeveer 200.000 tot 300.000 jaar geleden evolueerde een Wolf-Rayet ster, genaamd WR 20 in Westerlund 2 en toen begon het proces van uitdijing en stervorming helemaal opnieuw. Dit suggereert dat sterren nog lang in deze bubbel zullen worden gemaakt maar naarmate dit proces vordert zullen die nieuwe sterren wel steeds minder zwaar worden.
De bevindingen zijn gepubliceerd in de Astrophysical Journal.
Eerste publicatie: 3 juli 2021
Bron: Sci-News
