Water als indicator voor de evolutie van zware jonge sterren

Hoe zware ('massieve') sterren - die minstens 10 keer zo zwaar zijn als de zon - ontstaan is nog steeds raadselachtig. Zulke massieve sterren zijn veel zeldzamer dan gewone sterren, waardoor er minder over hun evolutie bekend is. Omdat de vorming van zo'n ster ongeveer 100.000 jaar duurt kunnen astronomen niet 'live' meekijken, maar zijn ze afhankelijk van 'snapshots' in verschillende fasen van verschillende sterren, 14 stuks in dit onderzoek.




In haar proefschrift onderzoekt Annemieke Gloudemans-Boonman (Sterrewacht Leiden) het voorkomen van stoffen als water en kooldioxide in de gas- en stofwolken die deze (proto)sterren nog omhullen wanneer ze zeer jong zijn. Ze gebruikte daarvoor data van de Infrared Space Observatory (ISO), de James Clark Maxwell Telescope (JCMT) op Hawaï en de Submillimeter Wave Astronomy Satellite (SWAS).



Doordat deze waarnemingen een groot golflengtegebied omspannen, konden deze stoffen in gasvorm en als vaste stof (aanwezig als microscopische ijsdeeltjes) gedetecteerd worden. Voorbeelden van spectra die hiervoor geanalyseerd werden zijn te vinden op Boonmans website.


Gebieden waar massieve stervorming plaatsvindt blijken relatief 'nat': tussen de jonge sterren bevindt zich genoeg water om een miljoen aardse oceanen te vullen. In de onmiddellijke omgeving van de sterren varieert de vochtigheidsgraad echter aanzienlijk; de verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp en ijs (vloeibaar water kan bij de extreem lage druk in de ruimte niet bestaan) blijkt nauw samen te hangen met de temperatuur. Dit is een steun in de rug voor de theorie dat een massieve protoster zijn omhulsel langzaamaan van binnenuit opwarmt, waarbij het ijs gaandeweg zal verdampen. Een belangrijke conclusie van het proefschrift is daarom dat de gas/ijs-verhouding een goede indicator is van het evolutie-stadium waarin een massieve protoster zich bevindt. Daarnaast worden in dit proefschrift ook het voorkomen van de stoffen waterstofcyanide en zwaveldioxide rond massieve protosterren onderzocht, met resultaten die overeenstemmen met die voor water.



Proefschrift ' Spectroscopy of Gases around Massive Young Stars', promotie 5 maart.
promotor prof. Ewine van Dishoeck


Contact:

A. Boonman
boonman@strw.leidenuniv.nl