Herschel vindt waterster

De Herschel-ruimtetelescoop heeft een ster gevonden die volgens sterrenkundigen niet kan bestaan. De buitenste gaslagen van koolstofster CW Leonis bevatten namelijk volop waterdamp. De vinders publiceren hun resultaten deze week in Nature.

door

Cwleonis_swas
SWAS, Harvard SAO, NASA

Het kan niet, en toch is hij er: een opgezwollen oude ster met waterdamp in zijn omhulling. Dat ontdekten Belgische sterrenkundigen met behulp van de Herschel-infraroodruimtetelescoop. De ster CW Leonis in het sterrenbeeld Leeuw is een opgezwollen rode ster die zich aan het menselijk oog weet te onttrekken door een dichte mantel van ruimtepuin. Herschel’s infraroodogen kunnen daar voor het eerst goed doorheen kijken, en zagen iets dat ons begrip over het leven van sterren te boven gaat.

Het één of het ander

CW Leonis, ook wel bekend als IRC +10216, is een koolstofster. Dat is een rode, opgezwollen oude ster waarvan de mantel voornamelijk uit koolstof bestaat. Sterrenkundigen onderscheiden twee soorten van die rode reuzen: de koolstofster en de zuurstofster. In een koolstofster, zo dachten ze tot nu toe, wordt alle zuurstof die in de ster aanwezig is aan koolstof gebonden. Daardoor ontstaan verbindingen, waaronder met name koolstofmonoxide. Doordat de zuurstof aan de koolstof vast gaat zitten, kan het niet meer aan de aanwezige waterstof binden. Waterdamp (H2O) zou dus niet kunnen ontstaan.

284051_276_1238759895085-ariane

De Herschel-ruimtetelescoop is gevoelig voor een breed scala aan infrarode straling. Infrarood licht kan, in tegenstelling tot zichtbaar licht, goed door stofwolken in de ruimte heen. Zo zijn jonge sterren in hun geboortewolken scherp te zien. ESA

Heel veel water

Er was al eerder een teken gevonden van water op CW Leonis, maar dat ging om een hoeveelheid die makkelijk door redenen van buitenaf te verklaren leek. Zo zouden kometen of dwergplaneten in de buurt van de ster kunnen smelten, waarna het water waar ze mee bedekt zijn in de buitenste gaslaag van de ster terecht komt. Maar Herschel laat nu zien dat CW Leonis niet een klein beetje, maar heel erg veel hete waterdamp in zijn buitenlaag heeft. Dat betekent dat een koolstofster wél waterdamp kan bevatten, en dat er een nog onbegrepen effect een rol speelt bij de vorming van water in de ster.

Leo

Het sterrenbeeld Leeuw (Leo).

De belangrijkste kandidaat-theorie om de vorming van waterdamp uit te leggen is de invloed van ultraviolet licht op de steratmosfeer. Ultraviolet licht kan de vorming van moleculen bevorderen. Op die manier zou niet alleen water, maar ook bijvoorbeeld ammonia kunnen ontstaan. Ook van die stof wordt in oude sterren veel meer gevonden dan de huidige theorieën kunnen verklaren.

Het raadsel van CW Leonis is één van de eerste grote ontdekkingen van de Herschel-ruimtetelescoop. De telescoop werd anderhalf jaar geleden gelanceerd om met ongekend detail de infrarode ruimte te bekijken. CW Leonis lag als doelwit voor de hand, omdat het voor infrarode ogen het helderste object aan de nachthemel is. Terwijl sterrenkundigen wereldwijd gaan uitzoeken hoe de waterdamp in de ster terecht is gekomen, zal Herschel verder zoeken naar andere sterren die ons meer kunnen leren over de manier waarop het heelal werkt.

Zie verder:

Meer over sterevolutie: