Tijdens het testen van een nieuw subsysteem van SPHERE, het ‘planetenjachtinstrument’ van ESO’s Very Large Telescope, hebben astronomen indrukwekkende details – zelfs naar Hubble-maatstaven – kunnen vastleggen van de turbulente stellaire relatie binnen de dubbelster R Aquarii. Deze spectaculaire opname – de tweede in het kader van ESO’s R Aquarii-week – geeft een detailrijk beeld van het spectaculaire tweetal sterren dat de dubbelster R Aquarii vormt.
Waar de meeste dubbelsterren zijn verwikkeld in een gracieuze wals, is de relatie tussen de sterren van R Aquarii veel minder sereen. Ondanks zijn kleine formaat, ontfutselt de kleinste van de twee in een gestaag tempo materiaal aan zijn stervende metgezel – een rode reus. Jaren van waarnemingen hebben het bijzondere verhaal blootgelegd achter de dubbelster R Aquarii, die centraal staat op deze foto. De grootste van de twee sterren, de rode reus, is een zogeheten Mira-veranderlijke. Sterren van dit type beginnen tegen het einde van hun bestaan te pulseren en worden duizend keer zo helder als onze zon. Daarbij zwellen hun buitenste lagen op om uiteindelijk de interstellaire leegte in te verdwijnen.
De doodsstrijd van deze enorme ster is al een opzienbarend verschijnsel, maar de invloed van de begeleidende witte dwergster maakt er een onheilspellend kosmisch spektakel van. De witte dwerg, die kleiner, compacter en veel heter is dan de rode reus, onttrekt materie aan de buitenste lagen van zijn grote metgezel. Op de foto is te zien hoe ‘jets’ van stellair materiaal dat door deze stervende reus is uitgestoten, aan R Aquarii ontsnappen. Af en toe verzamelt zich voldoende materiaal op het oppervlak van de witte dwerg om een thermonucleaire nova-explosie te veroorzaken – een immense gebeurtenis waarbij een enorme hoeveelheid materie de ruimte in wordt geblazen. In de ijle nevel van gas rond R Aquarii zijn de overblijfselen van eerdere nova-explosies te zien.
R Aquarii is slechts 650 lichtjaar van de aarde verwijderd – een naaste buur naar kosmische maatstaven – en is daarmee een van de dichtstbijzijnde symbiotische dubbelsterren. Vandaar dat deze intrigerende dubbelster al decennialang op de bijzondere aandacht van astronomen mag rekenen. Met zijn ontelbare structuren was R Aquarii dan ook een perfect onderwerp om de Zurich IMaging POLarimeter (ZIMPOL), die deel uitmaakt van het planetenjachtinstrument SPHERE, op de proef te stellen. De resultaten zijn onovertroffen: de hier getoonde opname is nog scherper dan beelden die met de beroemde Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA zijn gemaakt.
SPHERE is na jaren van onderzoek en constructie ontwikkeld voor een van de meest uitdagende en opwindende onderzoeksterreinen van de astronomie: het zoeken naar exoplaneten. Dankzij een geavanceerd adaptief optisch systeem en gespecialiseerde instrumenten zoals ZIMPOL, is SPHERE in staat om exoplaneten rechtstreeks in beeld te brengen. De mogelijkheden van SPHERE beperken zich echter niet tot de jacht op ongrijpbare exoplaneten. Het instrument kan ook worden ingezet om allerlei andere hemelobjecten te onderzoeken – zoals blijkt uit deze fascinerende opname van de bijzondere kenmerken van R Aquarii.
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘SPHERE/ZIMPOL observations of the symbiotic system R Aqr. I. Imaging of the stellar binary and the innermost jet clouds’ van H.M. Schmid et al., dat in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics is gepubliceerd.
Het onderzoeksteam bestond uit H.M. Schmid (ETH Zürich, Institut für Astronomie), A. Bazzon (ETH Zürich, Institut für Astronomie), J. Milli (European Southern Observatory), R. Roelfsema (NOVA Optical Infrared Instrumentation Group bij ASTRON), N. Engler (ETH Zürich, Institut für Astronomie), D. Mouillet (Université Grenoble Alpes en CNRS), E. Lagadec (Université Côte d’Azur), E. Sissa (INAF en Dipartimento di Fisica e Astronomia ‘G. Galilei’, Universitá di Padova,), J.-F. Sauvage (Aix Marseille Univ), C. Ginski (Sterrewacht Leiden en Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde), A. Baruffolo (INAF), J.L. Beuzit (Université Grenoble Alpes en CNRS), A. Boccaletti (LESIA), A.J. Bohn (ETH Zürich, Institut für Astronomie), R. Claudi (INAF), A. Costille (Aix Marseille Univ,), S. Desidera (INAF), K. Dohlen (Aix Marseille Univ), C. Dominik (Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde), M. Feldt (Max-Planck-Institut für Astronomie), T. Fusco (ONERA), D. Gisler (Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik), J.H. Girard (European Southern Observatory), R. Gratton (INAF), T. Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie), N. Hubin (European Southern Observatory), F. Joos (ETH Zürich, Institut für Astronomie), M. Kasper (European Southern Observatory), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon en Aix Marseille Univ), A. Pavlov (Max-Planck-Institut für Astronomie), J. Pragt (NOVA Optical Infrared Instrumentation Group bij ASTRON), P. Puget (Université Grenoble Alpes), S.P. Quanz (ETH Zürich, Institut für Astronomie), B. Salasnich (INAF), R. Siebenmorgen (European Southern Observatory), M. Stute (Simcorp GmbH), M. Suarez (European Southern Observatory), J. Szulagyi (ETH Zürich, Institut für Astronomie), C. Thalmann (ETH Zürich, Institut für Astronomie), M. Turatto (INAF), S. Udry (Observatoire de Genève), A. Vigan (Aix Marseille Univ) en F. Wildi (Observatoire de Genève).
ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili en strategisch partner Australië. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT) en haar toonaangevende Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen – VISTA, die in het infrarood werkt, en de op zichtbare golflengten opererende VLT Survey Telescope. ESO speelt tevens een belangrijke partnerrol bij twee faciliteiten op Chajnantor, APEX en ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Extremely Large Telescope, de ELT, die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
