Stel je een enkele ster voor die helderder is dan een miljoen zonnen, die om de paar decennia uitbarst in een enorme gloed die zo helder schijnt als een supernova. Binnenkort zal de ster zijn lijden beëindigen in een laatste gigantische explosie, maar voordat hij dat doet, moet hij duizenden jaren in deze toestand lijden.
Dit is een zeldzame lichtgevende blauwe variabele ster, en het kan de sleutels bevatten om het verband tussen het leven van sterren en hun dood te begrijpen.
Lichtgevende blauwe variabele (LBV) sterren zijn inderdaad ongelooflijk zeldzaam; astronomen hebben er slechts twintig (misschien) geïdentificeerd en vermoeden dat er maar een paar honderd in de Melkweg zijn, toppen. Omdat ze zo zeldzaam zijn, worden ze slecht begrepen. En omdat ze zo slecht worden begrepen, zijn ze moeilijk te karakteriseren.
Dit is wat we wel weten:
- Ze zijn groot. Echt groot. De kleinste run in het bereik van tien keer de massa van onze zon, terwijl de grootste de schaal doorbreekt op potentieel meer dan honderd keer de massa van de zon. Maar zelfs de kleintjes beginnen veel, veel groter, en zijn nu alleen maar kleiner geworden door extreme uitbarstingen die hun eigen atmosfeer in de ruimte hebben uitgestoten.
- Ze zijn helder, met helderheidbeginnend bij 250.000 keer die van de zon, en tot drie miljoen keer die van de zon. Dat plaatst hun oppervlaktetemperatuur in het bereik van 10.000 - 25.000K; meerdere keren heter dan onze eigen ster.
- Hun zeldzaamheid is waarschijnlijk te danken aan hun korte levensduur. Veel van de meest massieve sterren - en misschien wel allemaal van de groten - ga door deze fase. Maar het is tegen het einde van hun leven, vlak voordat ze met de supernovatrein gaan rijden, en zal deze LBV-fase doorlopen in minder dan honderdduizend jaar. Dat is kort genoeg dat we in een typisch sterrenstelsel slechts een paar honderd per keer verwachten.
- Ze zijn impulsief, turbulent en onstabiel. Een van de eerste ontdekte LBV-sterren, Eta Carinae, was de op één na helderste ster aan de hemel ... gedurende drie dagen in maart 1843. Het is niet langer zichtbaar voor het blote oog.
En dit is wat we niet weten:
- Al de rest.
Misschien is het grootste mysterie van LBV-sterren waarom ze zo verdomd variabel zijn. Wat drijft hun zeldzame maar fantastische uitbarstingen? Hoewel het moeilijk te zeggen is (natuurlijk, want zoals je je kunt voorstellen, zijn deze sterren ongelooflijk gecompliceerde fysieke systemen), vermoeden onderzoekers dat het een ingewikkelde dans inhoudt tussen de binnenste en buitenste lagen van de sterren.
LBV-sterren ervaren enkele van de slechtste IBS die je je maar kunt voorstellen. Hun lef rolt constant op en neer, met enorme convectiestromen die heet materiaal uit de kern en koel materiaal uit het oppervlak vervoeren. Dit is vrij standaard voor zover normale sterren gaan, maar in LBV-sterren wordt dit proces gek, waarbij de convectie actief brokken van de buitenste stellaire lagen duwt tot ver buiten hun normale grenzen.
Door de convectie enigszins van de ster verwijderd, vangen de buitenste lagen eindelijk een pauze van de intensiteit en beginnen af te koelen. Dit verhoogt hun dichtheid en blokkeert het sterrenlicht eronder. De straling duwt dan - net als een lichtzeil maar veel serieuzer - dat stuk sterrenstof, waardoor het volledig uit de ster wordt uitgestoten in een enorme uitbarsting van licht en materie.
Er zijn veel meer details die in dat verhaal moeten worden uitgewerkt, en een belangrijke vraag blijft hangen: is de LBV-fase van een massieve ster, met al zijn slecht gehumeurde aanvallen, de voorloper van een nog gekker tijdperk van stellaire evolutie bekend als de Wolf-Rayet-fase, of leidt het direct naar de laatste supernovashow?
Als we een paar honderdduizend jaar hadden om deze sterren gewoon te zien leven en sterven, zou deze vraag gemakkelijk te beantwoorden zijn. Maar dat doen we niet, dus het is moeilijk.
Een aanwijzing komt uit hun relaties met hun stellaire verwanten. Als het levensverhaal van de meest massieve sterren in ons universum 'gigantische ster? lichtgevende blauwe variabele? Wolf-Rayet? kaboom ”en elke fase is relatief kort, dan zouden we deze fasen allemaal in dezelfde algemene omgeving moeten zien. Een stel grote sterren zou samen worden geboren, samen oud worden en samen sterven.
Maar als LBV-sterren hun eigen, onafhankelijke weg naar boom-town zijn, mag er geen algemene relatie zijn met hun Wolf-Rayet-neven. Ze zitten als het ware in hun eigen pensioneringsgemeenschappen aan de andere kant van de stad.
De beste plek om op jacht te gaan naar deze potentiële verbindingen is de Grote Magelhaanse Wolk, aangezien het een vrij geïsoleerde klomp is in een enkel stukje van de lucht. Het onderzoek is de afgelopen jaren heen en weer gegaan over de kwestie van de klonterigheid van LBV-sterren, aangezien astronomen de definities van "klonterigheid" en "LBV" aanpassen en verdraaien.
De laatste iteratie, dankzij een paper dat onlangs is geaccepteerd voor publicatie in het Astrophysical Journal, versterkt het "standaard" (standaard als het wordt in dit soort gevallen) beeld van LBV's: ze zijn slechts een van de vele vicieuze fasen tegen het einde van het leven van een enorme ster. Wat betekent dat we, door te begrijpen hoe LBV's werken, kunnen leren hoe gigantische sterren uiteindelijk afsterven.
Lees meer: "Licht werpen op de isolatie van lichtgevende blauwe variabelen"
