Hubble filmt de geboorte van een monsterster en snelste stellaire uitstroom ooit

De Hubble-ruimtetelescoop heeft een kort ‘filmpje’ gemaakt van de energieke geboorte van een monsterster. Zijn krachtige jets van geïoniseerd gas, die met meer dan 1.000 km/s door de ruimte razen, steken een wolk van eerder uitgestoten materiaal in lichterlaaie.

In het donker van de ruimte, op 5.500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boogschutter (Sgr), voltrekt zich een gewelddadig en spectaculair schouwspel. NASA’s Hubble-ruimtetelescoop heeft hier met zijn scherpe blik de ‘ademhaling’ vastgelegd van een ster-in-wording: een kolossale protoster die enorme jets van gas de kosmos in blaast en zo zijn omgeving in vuur en vlam zet.

Een kosmische film van 23 jaar

De nieuwe opname toont de helderroze en groenige vlekken van HH 80 en HH 81, twee zogenaamde Herbig-Haro-objecten. Wat deze foto bijzonder maakt, is dat het een momentopname is uit een kosmische film. Astronomen combineerden deze waarneming uit 2018 met Hubble-data uit 1995, waardoor ze veranderingen en bewegingen over een periode van 23 jaar konden meten. Dit levert een uniek kijkje op in de dynamische geboorte van een ster.

Deze bewegingen zijn allesbehalve traag. Uit de analyse blijkt dat delen van de uitstroom zich met meer dan 1.000 kilometer per seconde voortbewegen. Dat maakt dit de snelst bewegende protoster-uitstroom die ooit in zowel radiogolven als zichtbaar licht is waargenomen.

In deze composietafbeelding, vastgelegd door de Wide Field Camera 3 van de Hubble-ruimtetelescoop, schieten twee krachtige stromen geïoniseerd gas weg van de jonge, massieve protoster IRAS 18162-2048 (niet zichtbaar in beeld, gelegen buiten de linkerbovenhoek). De heldere, roze structuur linksboven maakt deel uit van HH 81, terwijl de onderste, groenige streep de kern van HH 80 toont. Samen vormen ze de helderste en snelst bewegende Herbig-Haro-uitstroom die bekend is, met snelheden tot boven 1.000 km/s. De kleuren onthullen de chemische samenstelling van de gloeiende schokgolven: roze tinten komen van waterstofgas (Hα) en groenige tinten van geïoniseerde zuurstof ([O III]). De uitstroom strekt zich uit over meer dan 32 lichtjaar. Foto: NASA, ESA, en B. Reipurth (Planetary Science Institute); Bewerking: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

De motor achter het vuurwerk

De bron van dit geweld is de protoster IRAS 18162-2048 (GGD 27), verborgen in de moleculaire wolk L291. Deze ster-in-wording heeft ongeveer 20 keer de massa van onze zon en is de zwaarste protoster in zijn wolk. Terwijl hij groeit door gas aan te trekken, slingert hij een deel van dat materiaal met enorme kracht weg via zijn polen, aangedreven door complexe interacties tussen zijn accretieschijf en magnetische velden.

Panoramisch beeld van de reusachtige HH 80/81-uitstroom in Hα (waterstof alfa) emissies, vastgelegd met de APO 3.5m telescoop. De blauwe ovaal (ter hoogte van -20:48:00) markeert de positie van protoster IRAS 18162-2048 (GGD 27), de vermeende bron van de radiojet. Gele lijnen tonen uitstromingsgrenzen, en rode cirkels geven de locaties van verschillende schokgolven aan. Afbeelding: John Bally and Bo Reipurth 2023 ApJ 958 99

Wanneer deze snelle jets in botsing komen met langzamer, eerder uitgestoten gas, ontstaan er schokgolven die het materiaal verhitten tot het gloeiend heet wordt. Dit licht zien wij als de heldere, kleurrijke structuren van HH 80 en HH 81. De uitstroom strekt zich uit over meer dan 32 lichtjaar, wat hem tot de grootste bekende protoster-uitstroom maakt.

Gedetailleerde opname van de reusachtige boogschok (bow shock) in Hα (waterstof alfa) emissies, veroorzaakt door de radiojet ten zuidzuidwesten van de bron. De gestippelde pijl geeft de geëxtrapoleerde richting van de jet aan. Deze structuur, op 0,16 tot 0,29 lichtjaar van de ster, laat zien hoe de jet een bel in het interstellaire medium blaast. Afbeelding: John Bally and Bo Reipurth 2023 ApJ 958 99

Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Een unieke gigant

Wat dit systeem verder uitzonderlijk maakt, is dat het de enige bekende Herbig-Haro-straal is die wordt aangedreven door een jonge, zeer zware ster. De meeste worden veroorzaakt door veel lichtere soortgenoten. Het bestuderen van dit kosmische monster geeft astronomen daarom cruciale inzichten in hoe de allerzwaarste sterren in ons heelal worden gevormd en hoe ze hun omgeving vanaf hun geboorte hervormen.

Wat zijn Herbig-Haro-objecten?
Herbig-Haro (HH)-objecten zijn heldere, golvende nevels die horen bij de geboorte van sterren. Ze ontstaan wanneer strakke jets van geïoniseerd gas, uitgestoten door een pasgevormde ster, botsen op omliggende gaswolken met snelheden van honderden kilometers per seconde. Deze botsingen creëren schokgolven die het gas doen oplichten. HH-objecten zijn vergankelijke fenomenen; ze bewegen snel weg van hun moederster en verdwijnen binnen enkele tienduizenden jaren in de interstellaire ruimte.

Eigenbewegingsvectoren (geel) bovenop een Hβ-opname van HH 80 uit 2018. De lengte van de vectoren komt overeen met de beweging gedurende 23 jaar. Deze meting bevestigt de hoge snelheden van >1000 km/s voor kenmerken dicht bij de jet-as. Afbeelding: John Bally and Bo Reipurth 2023 ApJ 958 99

Slot

De nieuwe Hubble-opname is meer dan een adembenemende ruimtefoto. Het is een vitale dataset die ons een zeldzame blik gunt op de krachtige, jeugdige uitbarstingen van een sterrengigant. Door de snelle veranderingen in deze kosmische kraamkamer te volgen, leren astronomen niet alleen hoe zulke extreme sterren ontstaan, maar ook hoe hun eerste ‘ademteugen’ de gaswolken om hen heen voor altijd veranderen.

De afgelopen decennia zijn er prachtige foto’s gemaakt van interstellaire nevels, sterrenstelsels, planeten, andere hemellichamen en in de ruimtevaart. Ieder weekend halen we een indrukwekkende ruimtefoto uit het archief. Genieten van alle foto’s? Bekijk ze op deze pagina. Heb je zelf bijzondere (astro)foto’s die je wil delen met ons? Stuur ze in via ons mailadres o.v.v. ‘Ruimtefoto’!