De vorming en evolutie van zware sterren
Vorming van zware sterren
Lichte sterren worden gevormd doordat een gaswolk samentrekt en samen met stof dat vanuit een protoplanetaire schijf op de ster accreteert. Dit is een process dat een aantal miljoenen jaren duurt. Met dit mechanisme kunnen sterren tot slechts een paar zonsmassa's gevormd worden. Hoe zware sterren (d.w.z. sterren zwaarder dan 10 zonsmassa's) precies gevormd worden is nog niet goed bekend, omdat deze sterren bij het accreteren van materie veel straling genereren en hiermee de rest van de materie wegblazen.
Illustratie van het vormingsproces van een zware ster.
Aan het einde van het vormingsproces verdwijnt de accretieschijf en
wordt het oppervlak van de jonge ster zichtbaar.
Op dit moment is de jonge ster nog stukken groter dan
wanneer deze een stabiel evenwicht heeft bereikt en op de hoofdreeks is aangeland
(credits: Lucas Ellerbroek & Lex Kaper).
Door waarnemingen te doen aan zware sterren die bezig zijn te onstaan hoopt men meer inzicht te krijgen in dit vormingsproces. Dit is lastig om drie redenen: Zware sterren worden veel minder vaak gevormd dan lichtere sterren. Minder dan 10% van alle sterren die ontstaan zijn zware sterren. Een tweede reden is dat zware sterren veel minder lang leven. De kans om ze te vinden tijdens hun vormingsprocess is dus ook lager. De derde reden is misschien wel de belangrijkste. Zware sterren worden gevormd in grote gas- en stofwolken en de vormende sterren worden omsloten door deze stofwolken. Er worden hiervan voornamelijk waarnemingen gedaan in golflengtes die makkelijk door dit stof kunnen doordringen, zoals infrarood en radio. Met grotere telescopen en gevoeligere apparatuur kunnen we steeds verder doordringen in de gaswolken in andere gebieden van het spectrum.
Evolutie van zware sterren
Zware sterren hebben veel invloed op hun directe omgeving. Zo hebben ze sterke sterwinden die omringend gas kunnen ioniseren en/of wegblazen. Ook exploderen deze zware sterren aan het einde van hun leven in supernova-explosies. Hierbij verrijken ze het interstellaire medium met de zwaardere elementen die in deze sterren gevromd worden. Deze explosies kunnen ook het interstellaire medium verstoren, waarbij gaswolken ineen kunnen storten en zich nieuwe sterren vormen. De fases in de evolutie van zware sterren hebben verschillende karateristieke eigenschappen. De sterwind wordt sterker naarmate de ster verder evolueert. Het is echter nog onduidelijk in welke volgorde de evolutie van deze zware sterren loopt. De Wolf-Rayet sterren zijn waarschijnlijk geëvolueerde zware sterren, maar het bewijs voor deze hypothese is nog niet rond. Ook is het nog onduidelijk hoe verschillende subtypes elkaar opvolgen in de evolutie. Daarnaast zijn er vragen als wat de maximale massa van een ster kan zijn of wat het verband is tussen zware sterren en gammaflisten (gamma-ray bursts).
Op het instituut wordt onderzoek gedaan naar deze zware sterren om inzicht te krijgen in de hierboven genoemde vragen over de evolutie, het ontstaan van en de invloed die zware sterren op hun omgeving hebben. Via waarnemingen worden sterparameters, zoals bijvoorbeeld de massa of temperatuur nauwkeurig bepaald. Deze waarnemingen verschaffen ook informatie over de gebieden waarin deze zware sterren worden gevormd. Daarnaast worden theoretische modellen voor bijvoorbeeld stervorming getoetst en verbeterd aan de hand van waarnemingen.