|
Geschreven door ~henk~ op
zondag 29 november 2009
|
|
|
 De zoektocht naar de overblijfselen van bolvormige sterrenhopen en dwergstelsels binnen ons melkwegstelsel heeft door het gebruik van nieuwe technieken opvallend succes geboekt. Dankzij waarnemingen met de Very Large Telescoop van de ESO zijn astronomen er in geslaagd om een beter beeld te krijgen van de lokale sterrencluster Terzan 5 nabij de in stofwolken gehulde kern van ons melkwegstelsel.
Terzan 5 is bekend als de omgeving waar zo’n 33 milliseconde pulsars zich bevinden waaronder de PSR J1748-2446ad; momenteel de snelst roterende pulsar die ontdekt is. Deze neutronensterren roteren tussen de 1 en 10 milliseconden en dit als gevolg van de massa toename ten koste van een nabije begeleider. Dit hele proces van dubbelsterren staat uitvoerig beschreven in de Engelse Wikipedia onder “Binary star”. De Nederlandse Wikipedia is op het gebied van relevante informatie over de astronomie maar een bleek aftreksel (zie bijvoorbeeld Pulsar).
Het feit dat Terzan 5 zo’n 33 stuks milliseconde pulsars bezit, is niet toevallig. Bolvormige sterrenhopen zoals 47-Tucanae, M15 en M28 bezitten er ook verscheidene van – respectievelijk 22, 8 en 8 stuks – en dit houdt verband met de hoge sterdichtheid per kubieke parsec van sterrenhopen. Bij hoge dichtheden zal het verschijnsel “dubbelster” in al haar vormen logischerwijs veel vaker voorkomen dan in een omgeving zoals die van onze zon.
Maar… bolvormige sterrenhopen zijn de kleine compacte begeleiders van grote sterrenstelsels. Terzan 5 bevindt zich echter helemaal niet buiten ons melkwegstelsel of aan de rand. Deze locale sterrencluster bevindt zich binnen de bolvormige kern van ons melkwegstelsel, in het sterrenbeeld boogschutter (Sagittarius).
Verrassenderwijs blijkt Terzan 5 bovendien opmerkelijk veel overeenkomsten te vertonen met de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri (afbeelding hierboven). Deze overeenkomsten tussen Terzan 5 en Omega Centauri betreffen niet de gelijke grootte en de aantallen sterren maar het feit dat beide sterrenclusters verschillende populaties van sterren bevatten. Dit laatste was al bekend van de sterrencluster Omega Centauri maar recent onderzoek met de Very Large Telescoop heeft nu meer details vrijgegeven van de sterrenpopulaties binnen Terzan 5. (Wil je alles van de VLT weten, hier is de link naar het whitebook van ESO).
Deze nieuwe details zijn – ondanks de enorme stof- en gaswolken binnen de bolvormige kern – mogelijk door opnames te maken binnen het infrarood spectrum van de elektromagnetische straling.
De VLT maakt sinds kort gebruik van een verbeterde adaptieve optiek met behulp van het instrument MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator). Dankzij dit instrument is het mogelijk om nog effectiever de stand van de beweegbare delen van de spiegel aan te sturen. Op deze wijze compenseert men de vervorming van het beeld door de beweging van de lucht boven de telescoop. In de onderstaande afbeelding het principe van de werking van de MAD.
De MAD corrigeert de spiegel van de telescoop niet met behulp van het voortdurend meten en vergelijken van het beeld van een enkel referentiepunt, maar door middel van de geijkte beelden van 3 natuurlijke heldere sterren. Uit de schematische figuur valt duidelijk op te maken dat dit systeem met 3 wave front sensors (WFS) onderscheid kan maken tussen vervorming door de turbulentie van de luchtlagen direct boven de telescoop en de correctie voor anisoplatisme in de hogere luchtlagen op 8,5 km hoogte (voor anisoplatisme, zie PSF in astronomy of sferische aberratie).
De beeldcorrectie vindt plaats door de aansturing van 2 vervormbare spiegels – de GCDM en ACDM – via de wave front controller (WFC). Het meetbereik van het MAD-systeem bedraagt door het gebruik van 3 referentiesterren 2 arcminuten en dit resulteert in veel scherpere beelden dan bij telescopen met een enkel referentiepunt. Want als een telescoop scherp stelt op een object dat op een flinke afstand van dan de referentiester staat, dan zal de correctie van de spiegel verhoudingsgewijs ook minder effectief zijn.
En wat is nu uiteindelijk het resultaat van al deze techniek…
De nu volgende indrukwekkende video van Terzan 5 maakt dit zonder twijfel duidelijk. Niet door het onafgebroken inzoomen op Terzan 5 maar om het uiteindelijke resultaat: het zichtbaar maken van individuele sterren binnen deze sterrencluster. De ESO heeft er een goed leesbare publicatie aan gewijd en het wetenschapelijke relaas van de waarnemingen in PDF-format vind je hier.
Dit PDF-document is met de nodige moeite leesbaar als je met behulp van de engelse versie van Wikipedia uitzoekt wat de betekenis is van de gebruikte afkortingen die voor een groot deel te maken hebben met de classificatie van de eigenschappen van sterren.
Bijvoorbeeld het in het artikel genoemde color magnitude diagram (CMD). En de afkorting HB staat voor Horizontal Branch en dit heeft betrekking op een bepaalde fase in de evolutie van een ster (zonachtige sterren die in hun kern helium fuseren en in een schil rond deze kern de resterende waterstof).
De J en K band zijn frequentiegebieden binnen het infrarode spectrum van de infrarood astronomie waar de aardse atmosfeer transparant is voor deze elektromagnetische straling. De atomaire samenstelling van sterren meet men aan de hand van de absorptielijnen binnen het elektromagnetische spectrum.
De waarnemingen hebben aan het licht gebracht dat Terzan 5 twee polulaties sterren bevat die onderling verschillen qua ouderdom en samenstelling. Dit op basis van de gemeten onderscheidenlijke helderheid en gerelateerd aan de CMB classificatie. De gemeten waarden (K = 12,85 en K = 13,15 voor respectievelijk de heldere en minder heldere populatie) vind je terug in het afgebeelde diagram. Er is de nodige moeite gedaan om te controleren of de beide gemeten populaties wel tot hetzelfde sterrencluster behoren en al deze controles maakten duidelijk dat het hier inderdaad gaat om de samenstelling van de sterren die behoren tot de sterrencluster Terzan 5.
De conclusie? Terzan 5 moet heel lang geleden als klein stelsel ingevangen zijn door het toenmalige melkwegstelsel. Terzan 5 is dan vermoedelijk de oude kern van dit stelsel.
Er zullen nu ongetwijfeld de nodige publicaties gaan verschijnen van theoretici waarin men gaat proberen om uitspraken te doen over de geschiedenis van Terzan 5 aan de hand van de huidige en nieuwe waarnemingsgegevens. Uitspraken aan de hand van de globale levensduur van de verschillende stertypen zoals deze voorkomen in het… CMD.
|
