Astronomie Het is „een zeldzaam inkijkje” in de evolutie van een ster. In archiefdata ontdekten astronomen hoe een heldere ster in heel korte tijd van gedaante veranderde.
HR 5171 (midden), een gele hyperreus. Van dit zeldzame stertype zijn binnen de Melkweg slechts een dozijn ontdekt.
Een van de grootste en helderste sterren in het heelal, de rode superreus WOH G64, is in één jaar duizend graden in temperatuur gestegen en heeft zich ontpopt als een gele hyperreus. Dat ontdekten sterrenkundigen aan de universiteit van Athene, aan de hand van astronomisch opsporingswerk: ze analyseerden de kleur en lichtkracht van de ster, gemeten over een periode van dertig jaar. In Nature beschrijven ze de „dramatische” transformatie, die gedurende 2013 en 2014 plaatsvond, en leggen een verklaring voor: WOH G64 zou niet alleen zijn, maar vergezeld worden door een kleine, hete ster, die een rode superreus van gedaante deed veranderen.
Dat sterren heuse metamorfosen ondergaan, is op zich geen nieuw gegeven. Zo zal de zon over pak ’m beet vijf miljard jaar opzwellen tot een rode reus, waarvan de buitenste lagen tot de baan van de aarde zullen reiken. Zo’n transformatie markeert het eindstadium van een sterrenleven. Maar over hoe die eindfase zich dan ontwikkelt, is nog veel onbekend. Al helemaal bij de extremere varianten: rode superreuzen, de eindstadia van fors zwaardere sterren dan de zon. WOH G64 was er zo één: een rode joekel, even zwaar als twintig zonnen. De op kosmische schaal razendsnelle gedaantewisseling van de gigant is dus een aanknopingspunt om de evolutie van sterren beter te begrijpen.
Om zo’n verandering binnen een mensenleven waar te nemen, moet je flink boffen. Zelfs rode superreuzen, die in kosmische termen vrij snel en met veel bombarie opbranden, kunnen daar gemakkelijk honderdduizenden jaren over doen. Dan moeten ze maar net op het juiste moment in een gele hyperreus veranderen, wanneer de mensheid toevallig met gevoelige telescopen zit te kijken. Hoofdauteur Gonzalo Muñoz Sanchez wist de gebeurtenis terug te vinden in archiefdata, en kon zijn ogen niet geloven toen hij het zag: „We dachten aanvankelijk dat we per ongeluk de verkeerde ster te pakken hadden. De veranderingen waren zó groot dat we het niet voor mogelijk hielden.”
Het spectrum, de ‘vingerafdruk’ van het sterrenlicht, was haast onherkenbaar veranderd: waar het voor 2013 sterk rood kleurde en precies paste bij een rode superreus, leek het spectrale profiel na 2014 eerder op dat van een gele hyperreus. Dat zijn nog hetere zwaargewichten, die tot de helderste soort sterren in de kosmos behoren. Volgens Lex Kaper, astronoom aan de Universiteit van Amsterdam en niet betrokken bij het onderzoek, is het inderdaad heel bijzonder om zoiets waar te nemen: „Superleuk. Je ziet dit soort snelle veranderingen maar weinig, en op de kwaliteit van de spectra is niets aan te merken.”
De waarnemingen liegen er dus niet om: WOH G64 is niet meer de oude. Kaper vindt de vraag hoe dat gebeurd kan zijn nog het interessantst. „Van de eindstadia van zware sterren weten we eigenlijk niet goed hoe ze doorgaans evolueren, of hoe groot ze maximaal kunnen worden. Het zijn extreme objecten, die doorgaans op langere tijdschalen veranderen. Dat motiveert juist tot dit soort onderzoek: áls het dan gebeurt, krijg je een zeldzaam inkijkje in sterevolutie.”
Vandaar dat de Griekse onderzoekers deze kans aangrijpen om hun unieke waarnemingen theoretisch uit te leggen. Hun beste verklaring: WOH G64 is niet alleen, maar wordt vergezeld door een hetere, kleinere ster. Die zou zich tegoed doen aan de buitenste lagen van de rode superreus en die als het ware afpellen, tot de gele, warmere lagen van de ster tevoorschijn komen. Volgens hun berekeningen kan zoiets zich in een tijdspanne van ongeveer een jaar voltrekken. Muñoz Sanchez: „Het dubbelsterscenario verklaart de waarnemingen heel natuurlijk. Veel details, zoals de eigenschappen van de spectra, zijn haast niet te verklaren aan de hand van slechts één ster.”
„Een heel interessante reconstructie”, zegt Kaper. „We weten dat de meeste zware sterren in een dubbelstersysteem zitten, en dat dubbelsterren allerlei interacties met elkaar aangaan. Deze waarnemingen stippen aan wat we inmiddels steeds vaker zien in de sterrenkunde: de levensloop van een ster is onlosmakelijk verbonden met zijn compagnon.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin