Hubble maakt prachtig kiekje van één van de meest onstuimige sterren in onze Melkweg

Op de foto schittert de symbiotische dubbelster R Aquarii, die gewelddadige uitbarstingen vertoont en grote filamenten gloeiend gas de ruimte in blaast.

Op zo’n 700 lichtjaar afstand vinden we de dubbelster R Aquarii. Normaal gesproken kunnen dubbelsterren prima met elkaar uit de voeten. Maar dit koppel heeft een wat ontregelde relatie. Onderzoekers hebben nu het ruziënde duo op indrukwekkende wijze vastgelegd met ruimtetelescoop Hubble.

Dubbelster
R Aquarii, gelegen in het sterrenbeeld Waterman, valt onder de categorie van symbiotische dubbelsterren: een type dubbelstersysteem dat bestaat uit een witte dwerg en een rode reus die omgeven is door een grote, dynamische nevel. De hoofdster is een verouderende rode reus. Zijn metgezel is een compacte uitgebrande ster, bekend als een witte dwerg R Aquarii is een van de dichtstbijzijnde symbiotische dubbelsterren. En hieronder is de nieuwste foto van deze bijzondere dubbelster te bewonderen.

R Aquarii, omringd door een nevel. In het midden is de dubbelster te zien als een grote witte vlek met daar omheen een cirkelvormige gloed. Rond R Aquarii zijn grote X-vormige diffractiepieken zichtbaar. De nevel reikt ver boven, onder, links en rechts van de dubbelster in lange, gebogen vormen van dunne, veelkleurige filamenten – vooral rode en groenachtige tinten, maar met een heldere cyaankleur in de buurt van R Aquarii, waar het licht het gas verlicht. Afbeelding: NASA, ESA, M. Stute, M. Karovska,  D. de Martin & M. Zamani (ESA/Hubble)

R Aquarii ondergaat gewelddadige uitbarstingen waarbij er enorme filamenten gloeiend gas de ruimte in worden geblazen. De verdraaide uitstromen van de sterren laten het gebied lijken op een tuinsproeier die wild tekeergaat. Dit laat op spectaculaire wijze zien hoe het universum de producten van nucleaire energie, die diep in sterren ontstaan, opnieuw verspreidt en terug de ruimte in schiet.

Timelapse
Het is overigens niet voor het eerst dat Hubble zijn vizier op R Aquarii richt. De ruimtetelescoop observeerde de dubbelster voor het eerst in 1990. Het onderzoeksteam heeft nu een unieke timelapse gemaakt van het dynamische gedrag van R Aquarii, gebaseerd op waarnemingen van 2014 tot 2023. In de vijf beelden is de snelle en dramatische evolutie van de dubbelster en zijn omringende nevel te zien, waarbij de helderheid fluctueert door sterke pulsen in de rode reus.

Deze video toont vijf beelden van R Aquarii. De beelden laten zien hoe de helderheid van de centrale dubbelster in de loop der tijd varieert door sterke pulsen in de rode reus. Ook is te zien dat de centrale structuren naar buiten spiralen als gevolg van hun interactie met eerder uitgestoten materiaal van de dubbelster. Afbeelding: NASA, ESA, M. Stute, M. Karovska,  D. de Martin & M. Zamani (ESA/Hubble), N. Bartmann (ESA/Hubble)

Mira-veranderlijke
De rode reus in R Aquarii wordt geclassificeerd als een zogenaamde Mira-veranderlijke. Dit betekent dat deze ster tegen het einde van zijn leven begint te pulseren. Vervolgens wordt hij duizend keer zo helder als onze zon. Zijn buitenste lagen zwellen als het ware op, om uiteindelijk in de grote leegte te verdwijnen. Op dit moment is de rode reus in het R Aquarii-systeem al meer dan 400 keer groter dan onze zon. Deze enorme ster pulseert, verandert van temperatuur en varieert in helderheid met maar liefst 750 keer over een periode van ongeveer 390 dagen. Op zijn helderste moment is de ster bijna 5.000 keer feller dan onze zon.

Witte dwerg
Wanneer de witte dwergster het dichtst bij de rode reus in de buurt komt tijdens zijn 44-jarige baan, trekt het gravitationeel waterstofgas aan. Dit gas hoopt zich op op het oppervlak van de dwergster totdat er spontane nucleaire fusie optreedt, waardoor het oppervlak explodeert als een enorme waterstofbom. Na deze uitbarsting begint de cyclus van brandstofverbruik weer opnieuw.

Uitbarsting
Tijdens deze geweldige uitbarsting worden er geiserachtige filamenten uitgestoten, die vanuit de kern naar buiten schieten. Hierdoor ontstaan er vreemde lussen en sporen terwijl het plasma in stralen de ruimte in wordt geblazen. De kracht van de explosie draait het plasma en sterke magnetische velden sturen het omhoog en naar buiten. De uitstroming lijkt terug te buigen in een spiraalvorm. Het plasma beweegt zich met ongeveer 1,6 miljoen kilometer per uur de ruimte in – snel genoeg om in een kwartiertje van de aarde naar de maan te reizen! De filamenten stralen zichtbaar licht uit omdat ze zijn opgeladen door intense straling van het sterrenpaar.

Omvang
De omvang van deze gebeurtenis is uitzonderlijk, zelfs in astronomische termen. Materiaal dat de ruimte in is geblazen, kan tot bijna 400 miljard kilometer van de sterren worden teruggevoerd, wat overeenkomt met 2.500 keer de afstand tussen de zon en de aarde. Deze nieuwe beelden demonstreren niet alleen de mechanismen achter nucleaire energie in sterren, maar benadrukken ook de cruciale rol die zulke sterren spelen in het creëren en verspreiden van zware chemische elementen die essentieel zijn voor de vorming van planeten en leven.

Kortom, de nieuwe beelden laten de ingewikkelde dynamiek van de bijzondere dubbelster R Aquarii zien. Verwacht wordt dat deze beelden de bestaande ideeën over unieke sterren zoals deze flink zullen veranderen.