Ruimtestof is voor astronomen even irritant als de huiselijke variant, aangezien het de waarnemingen van verre sterren bemoeilijkt. Desondanks vormt ruimtestof één van de grote mysteries van de astronomie: niemand weet waar het precies van gemaakt is en waar het vandaan komt. Nu heeft een team van astronomen waarnemingen verricht van een dubbelster die alle kenmerken vertoont van een producent van ruimtestof.

De dubbelster, aangeduid als HD 44179, staat op een afstand van 2300 lichtjaar en bevindt zich in het midden van een bijzondere kosmische nevel: de zogenaamde Rode Rechthoek. Eén van de componenten van de dubbelster behoort tot een type dat geacht wordt een waarschijnlijke bron van stof te zijn. Dergelijke sterren hebben al hun waterstof in de kern al opgebrand en “draaien” op heliumfusie.

De zon zal ooit tot dit type gaan behoren, de zogenaamde AGB (asymptotic giant branch). Dergelijke sterren hebben een eerste “rode reus”-fase gehad en zijn vervolgens gaan krimpen als gevolg van het ontbreken van de inwendige krachtbron, totdat het moment is bereikt waarop helium gefuseerd kan worden en de ster weer zal gaan groeien tot een nieuw reuzenstadium. Als dit stadium bereikt is, worden sterren hoogst instabiel en gaan ze sterk pulseren. Deze fase wordt post-AGB genoemd en wordt gekenmerkt door de ontwikkeling van een proto-planetaire schijf.

Noot: Een proto-planetaire schijf is een voorganger van een planetaire schijf - deze schijven hebben niets met planeten van doen! Planeetvormende schijven horen bij jonge sterren, planetaire schijven horen bij stervende sterren. De naam is gebaseerd op het feit dat planetaire nevels, gezien door de telescopen van de 19de eeuw, overeenkomsten vertonen met de schijven van de planeten in het zonnestelsel.



Gedurende de overgang van AGB naar post-AGB, die tienduizenden jaren kan duren, verliezen deze sterren een deel van hun atmosfeer. Binnen deze afkoelende laag kan stof gevormd worden, dat vervolgens wordt weggedrukt van de ster als gevolg van de interne stralingsdruk. Bij dubbelsterren kan een schijf van materiaal van de AGB ster gevormd worden rondom een kleinere en minder snel evoluerende begeleider. Nu worden schijven binnen de sterrenkunde geassocieerd met straalstromen die een deel van het materiaal het stersysteem uitschieten, waardoor het materiaal verspreid wordt in de ruimte.

Dit is nu precies het fenomeen dat is waargenomen bij de Rode Rechthoek, misschien wel het beste voorbeeld dat tot nu toe ontdekt is. Deze ontdekking heeft verreikende gevolgen, aangezien stof van cruciaal belang is voor de theorieën van het ontstaan van sterren. Als een wolk van gas en stof gaat instorten onder diens eigen zwaartekracht, dan zal het materiaal onmiddellijk steeds heter gaan worden, waarna het uiteindelijk zal verdampen. Dat betekent dat een dergelijke wolk geen sterren kan produceren, tenzij iets het materiaal weer doet afkoelen. Stof zou hier een uitstekende kandidaat voor zijn.



De reuzenster binnen de Rode Rechthoek is veel te heet om het condenseren van stof in diens atmosfeer toe te laten. Toch wordt de ster omringd door een reusachtige ring van stoffig gas. Aanvullende waarnemingen hebben toen laten zien dat getijdenkrachten tussen de twee componenten van de dubbelster verantwoordelijk zijn voor het wegstrippen van stofvormend materiaal vanuit de envelop van de reuzenster.

Een deel van dit materiaal komt terecht in een schijf van aangroeiend stof rondom de kleinere begeleidende ster. Geleidelijk zal dit materiaal gedurende een periode van 500 jaar naar binnen spiraliseren en op de kleinere ster terecht komen. Juist voordat dit gebeurd zal de kleinere ster een deel van het aangetrokken materiaal weer uitstoten in de vorm van twee “bipolaire jets”, die het materiaal de diepe ruimte weer inblazen.

Zodra het materiaal gaat afkoelen, gaat het condenseren tot vaste “korrels” van ijzer, nikkel, silicium, calcium en koolstof, hetgeen we waarnemen als interstellair stof. De productie van kosmisch stof is altijd verborgen gebleven voor telescopen, gezien dit proces slechts plaatsvindt gedurende 10.000 jaar – een oogwenk in het totale leven van een ster. Astronomen hebben vergelijkbare objecten als de Rode Rechthoek ontdekt in onze hoek van de Melkweg, hetgeen doet suggereren dat het proces dat nu is waargenomen vrij algemeen is gedurende de geschiedenis van de Melkweg.



Orginele bron: University of Chicago