Sterrenkundigen zien röntgenlicht uit verste 'kosmische zeepbel' ooit
Een stervende ster stoot zijn buitenste lagen gas af en vormt zo een prachtige gaswolk om zich heen, een planetaire nevel. Van zo'n nevel hebben sterrenkundigen nu op recordafstand röntgenstraling waargenomen. Het gaat om IC 1297, de verste planetaire nevel waarvan ooit röntgenstraling is gemeten.
Planetaire nevels hebben niets met planeten te maken. De naam komt van hun ronde vorm, die vroege sterrenkundigen met een planeet verwarden. Ze ontstaan wanneer een ster zoals onze zon aan het einde van zijn leven zijn buitenlagen afstoot. Wat overblijft is een hete, compacte sterrenkern omringd door een wolk van uitgestoten gas.
In het midden van zo'n nevel kan een snelle sterrenwind botsen met het langzamer wegstromende gas eromheen. Door die botsing ontstaat een schokgolf die het gas opwarmt tot wel een miljoen graden Celsius. Dit hete gas vormt een soort onzichtbare bel, die röntgenstraling uitzendt. Zulk licht kun je niet met je ogen zien, maar wel met speciale röntgentelescopen in de ruimte.
Een nieuwe telescoop bewijst zijn waarde
Onderzoekers gebruikten de Einstein Probe, een relatief nieuwe Chinese ruimtetelescoop, om voor het eerst gericht naar een planetaire nevel te kijken in röntgenlicht. Bij IC 1297 vonden ze inderdaad zo'n hete gasbel, met een temperatuur van ongeveer 1 miljoen graden Celsius. De gemeten waarde was 0,086 keV, met een onzekerheidsmarge van plus 0,054 en min 0,058 keV, wat neerkomt op zo'n 1,0 miljoen graden Celsius.
Opvallend is dat de ster zelf in het midden van de nevel, een zogeheten Wolf-Rayet-ster, geen röntgenstraling lijkt uit te zenden. Al het waargenomen licht komt dus van de hete gasbel eromheen, niet van de ster zelf.
IC 1297 staat op een geschatte afstand van ongeveer 3,8 kiloparsec van de aarde. Dat is zo'n 12.400 lichtjaar, oftewel het licht dat we nu zien is al bijna 12.400 jaar onderweg. Op die afstand is de nevel niet alleen de verste röntgenstralende planetaire nevel ooit gevonden, maar ook een van de helderste in zijn soort.
Een patroon tussen 41 nevels
De onderzoekers verzamelden gegevens over alle 41 bekende planetaire nevels in onze Melkweg die röntgenstraling uitzenden. Daaruit bleek een duidelijk verband: hoe verder een nevel weg staat, hoe helderder hij meestal is. Dat komt niet doordat verre nevels vanzelf feller stralen, maar doordat we op grote afstand alleen de allerhelderste exemplaren kunnen ontdekken. Zwakkere nevels blijven daar simpelweg onzichtbaar voor onze telescopen.
Ook zagen de onderzoekers dat nevels rond Wolf-Rayet-sterren gemiddeld tot tien keer helderder zijn in röntgenlicht dan nevels rond gewone, waterstofrijke sterren. Sterker nog, de tien helderste bekende röntgenstralende nevels hebben allemaal zo'n bijzonder type centrale ster.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit is een eerste, gerichte meting van één nevel met een relatief nieuwe telescoop. Het bevestigt een bestaand patroon in een grotere groep nevels, maar het is geen bewijs dat alle verre planetaire nevels zulke heldere röntgenbronnen zijn. Toekomstige waarnemingen met dezelfde telescoop moeten uitwijzen hoe gangbaar dit soort heldere, verre hete bellen eigenlijk is.
De ontdekking laat vooral zien dat de Einstein Probe geschikt is om zwakke, uitgestrekte röntgenbronnen op grote afstand op te sporen. Dat opent de deur naar meer onderzoek naar hoe deze hete gasbellen ontstaan en zich ontwikkelen, iets wat tot nu toe lastig te bestuderen was bij nevels zo ver weg.
Bron: IC 1297: The Most Distant Known X-ray Planetary Nebula and One of the Most Luminous