Afbeelding tegoed: Hubble
De nieuwste afbeelding van de Hubble-ruimtetelescoop onthult een van de dichtstbijzijnde bolvormige sterrenhopen, NGC 6397, op slechts 8.200 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Ara. De sterren in deze cluster zijn een miljoen keer zo dicht opeengepakt als onze eigen galactische buurt; botsingen tussen sterren vinden om de paar miljoen jaar plaats. Twee botsende sterren kunnen samensmelten tot een "blauwe achterloper"; een heldere, jonge hete ster die er heel anders uitziet dan de rest van de sterren in de cluster.
Deze Hubble Space Telescope-weergave van de kern van een van de dichtstbijzijnde bolvormige sterrenhopen, NGC 6397 genaamd, lijkt op een schatkist met glinsterende juwelen. De cluster bevindt zich op 8200 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Ara.
Hier zitten de sterren opeengepakt. De stellaire dichtheid is ongeveer een miljoen keer groter dan in de stellaire buurt van onze zon. De sterren zijn slechts een paar lichtweken van elkaar verwijderd, terwijl de dichtstbijzijnde ster van onze zon meer dan vier lichtjaar verwijderd is.
De sterren in NGC 6397 zijn constant in beweging, als een zwerm boze bijen. De oude sterren zijn zo dicht opeengepakt dat een paar van hen onvermijdelijk af en toe met elkaar in botsing komen. Bijna-ongelukken komen zelfs nog vaker voor. Toch gebeuren botsingen slechts om de paar miljoen jaar of zo. Dat zijn duizenden botsingen in de 14 miljard jaar durende levensduur van de cluster.
Deze Hubble-beelden zijn gemaakt voor een onderzoeksprogramma dat is bedoeld om te onderzoeken wat er achterblijft wanneer dergelijke botsingen en bijna-ongevallen plaatsvinden. Wanneer er directe botsingen plaatsvinden, kunnen de twee sterren samensmelten tot een nieuwe ster die een "blauwe achterblijver" wordt genoemd; deze hete, heldere, jonge sterren vallen op tussen de oude sterren die de overgrote meerderheid van de sterren in een bolhoop vormen. Verschillende van dergelijke heldere blauwe sterren zijn zichtbaar nabij het midden van de cluster in het Hubble Heritage-beeld.
Als twee sterren dicht genoeg bij elkaar komen zonder daadwerkelijk met elkaar in botsing te komen, kunnen ze elkaar 'vangen' en zwaartekrachtsgebonden worden. Een type binair bestand dat zich op deze manier zou kunnen vormen, is een "cataclysmische variabele"? een combinatie van een normale, waterstof brandende ster en een uitgebrande ster die een witte dwerg wordt genoemd. In een binair systeem trekt de witte dwerg materiaal van het oppervlak van de normale ster. Dit materiaal omcirkelt de witte dwerg in een 'aanwasschijf' en valt er uiteindelijk op. Het resultaat van dit accretieproces is dat cataclysmische variabelen, zoals de naam al doet vermoeden, variabel zijn in helderheid. De warmte die door het aangroeiend materiaal wordt gegenereerd, genereert ook ongebruikelijke hoeveelheden ultraviolet en blauw licht.
Om te zoeken naar cataclysmische variabelen, bestond het programma uit een reeks van 55 afbeeldingen van het cluster, gemaakt over een periode van ongeveer 20 uur. De meeste foto's zijn gemaakt met ultraviolette en blauwe filters; er werden ook enkele foto's gemaakt bij groene en infrarode golflengten. Door de helderheid van alle sterren in alle afbeeldingen te vergelijken, konden de Hubble-astronomen verschillende catastrofale variabele sterren in de cluster identificeren. Vergelijking van hun helderheid in de verschillende filters bevestigde dat ze veel ultraviolet licht uitstraalden. Een paar van deze sterren zijn in de Hubble Heritage-afbeelding te zien als vage blauwe of violette sterren.
Een van de meest intrigerende resultaten van deze studie was totaal onverwacht. Drie vage blauwe sterren zijn te zien nabij het midden van de cluster? in de Hubble Heritage-afbeelding lijken ze turkoois. Deze drie sterren variëren helemaal niet in helderheid en waren duidelijk geen catastrofale variabelen. Deze sterren kunnen witte dwergen met een zeer lage massa zijn, gevormd in de kernen van gigantische sterren waarvan de evolutie op de een of andere manier wordt onderbroken voordat een volwaardige witte dwerg tijd heeft om zich te vormen.
Een dergelijke onderbreking kan optreden als gevolg van een stellaire botsing of een interactie met een binaire metgezel. Wanneer een gigantische ster in wisselwerking staat met een andere ster, kan hij zijn buitenste lagen voortijdig verliezen in vergelijking met zijn normale evolutie, waardoor zijn hete, blauwe kern zichtbaar wordt. Het eindresultaat is een witte dwerg met een kleinere massa dan anders zou zijn ontstaan. Deze ongewone sterren zijn in ieder geval nog meer bewijs dat het centrum van een dichte bolhoop een gevaarlijke plek is om te verblijven.
Een groot aantal normale witte dwergen werd ook geïdentificeerd en bestudeerd. Deze sterren verschijnen in de hele cluster, omdat ze zich vormen door middel van normale stellaire evolutieprocessen en geen stellaire interacties met zich meebrengen, die voornamelijk in de buurt van het clustercentrum plaatsvinden. Bijna 100 van dergelijke uitgebrande sterren werden in deze afbeeldingen geïdentificeerd, waarvan de helderste hier te zien zijn als vage blauwe sterren.
Deze Hubble-opname is een mozaïek van twee reeksen beelden die enkele jaren na elkaar zijn genomen door de Wide Field Planetary Camera 2. Archiefgegevens van wetenschapsteams onder leiding van Jonathan Grindlay (Harvard University) en Ivan King (University of California, Berkeley), gemaakt in 1997 en 1999 werden gecombineerd met Hubble Heritage-gegevens uit 2001. Adrienne Cool (San Francisco State University), die ook deel uitmaakte van beide archiefwetenschappelijke teams, werkte samen met het Hubble Heritage-team om de nieuwe waarnemingen te verkrijgen.
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
