De Orionnevel is een met het blote oog zichtbaar, groot stervormingsgebied. Een deel van de jonge sterren in deze nevel hebben een schijf van gas en stof om zich heen waarin planeten ontstaan. Deze stofschijven worden gestaag weggeblazen door de centrale zware ster, 1 Ori C1 (Theta-1 Orionis C1), en lijken daardoor wel wat op kikkervisjes. Doordat de stofschijven in hoog tempo massa verliezen, hadden ze op basis van de leeftijd van de sterren (ongeveer 1 miljoen jaar) allang verdwenen moeten zijn. Bovendien zet de centrale ster het omringende gas in beweging, waardoor de grote gasschil met ongeveer 13 kilometer per seconde uitdijt. Als je die snelheid terugrekent, lijkt de gasschil pas enkele honderdduizenden jaren geleden te zijn ontstaan. Dat de stofschijven (de kikkervisjes) nog bestaan en de gasschil veel jonger lijkt dan de ster zelf, vormt de leeftijdsparadox van de Orionnevel.
Gesimuleerde sterbotsing
Sterrenkundige Maite Wilhelm (Universiteit Leiden) en collega’s stellen een nieuw scenario voor dat beide problemen kan verklaren. De zwaarste ster van de Orionnevelcluster, 1 Ori C1 (met 33,5 keer de massa van de zon), zou zijn ontstaan door de samensmelting van een dubbelster. Deze botsing werd mogelijk veroorzaakt door een derde ster die een van de compagnons van het dubbelstersysteem uit zijn stabiele baan trok. De fusie vond een paar honderdduizend jaar geleden plaats en veroorzaakte pas vanaf dat moment een sterke toename in de lichtkracht van de ster. De onderzoekers gebruikten computersimulaties om te onderzoeken of zo’n verheldering beide waargenomen verschijnselen kan verklaren, en of zo’n drievoudig stersysteem snel genoeg tot een botsing kan leiden.
En dat bleek het geval. Vóór de botsing straalden de twee losse sterren veel minder fel, waardoor de omringende stofschijven het grootste deel van hun bestaan gespaard bleven. Pas na de fusie schoot de straling omhoog en begon de snelle verdamping van deze schijven. Tegelijkertijd verklaart de verheldering de snelle uitdijing van de gasschil. Hoewel de sterbotsing op zichzelf de stuwkracht met een factor 30 verhoogt (terwijl minstens een factor 100 nodig is), suggereren de onderzoekers dat dit gat wordt gedicht doordat het koele gas uit de verdampende stofschijven mengt met het hete gas in de uitdijende bel.
Meer sterbotsingen in directe kosmische omgeving dan gedacht
Het door de onderzoekers voorgestelde scenario biedt daarmee een mogelijke verklaring voor de ogenschijnlijk lange levensduur van de protoplanetaire schijven (de ‘kikkervisjes’) en de jonge leeftijd van Orions gasschil. Daarnaast biedt het een verklaring voor twee andere opvallende eigenschappen van 1 Ori C1: het waargenomen schuine magneetveld en een klein overschot aan stikstof in de ster.
Mede-auteur Simon Portegies Zwart is enthousiast over de resultaten. “Het is de eerste keer dat we in een relatief nabij gebied getuige zijn van de consequenties van een grote sterbotsing. Het toont ook aan dat sterbotsingen veel vaker voorkomen dan we tot nu toe dachten en dat ze verstrekkende consequenties hebben. We zien dit dus in onze directe kosmische omgeving.” Maite Wilhelm besluit: "Ons idee laat zien dat subtiele effecten in drievoudige stersystemen een groot effect kunnen hebben op de gebieden waar ze gevormd worden, en mogelijk zelfs op de planeten die daar nog aan het vormen zijn."