Een nieuwe kleurenfoto van de VST-telescoop toont de nevels Gum 10 en 11. De opname viert vijftien jaar wetenschap vol jonge sterren en gloeiend waterstof.
Het is vijftien jaar geleden dat de VLT Survey Telescope (VST) voor het eerst zijn ogen opende naar de zuidelijke sterrenhemel. Dat jubileum wordt nu gevierd met een spectaculaire nieuwe ruimtefoto. De opname, gemaakt door de ESO-telescoop in Chili, toont de twee emissienevels Gum 10 en Gum 11 in het sterrenbeeld Achtersteven (Pup). Wat direct opvalt, zijn de dieprode tinten en de grillige structuren die wijzen op een tumultueuze kraamkamer van sterren.
De VST en zijn eerste blik op de hemel
De VST is een 2,6-meter telescoop die speciaal is ontworpen voor grootschalig hemelonderzoek in zichtbaar licht. Op 8 juni 2011 publiceerde ESO zijn allereerste ‘first light’-opname (zie foto hieronder). Die historische foto liet een deel zien van het centrum van onze Melkweg in het sterrenbeeld Boogschutter (Sgr), met onder meer de bolvormige sterrenhoop Messier 17. Die eerste beelden bewezen direct de kracht van de telescoop, die sindsdien talloze hemelsurveys heeft uitgevoerd. In vijftien jaar tijd heeft de VST onder andere bijgedragen aan het in kaart brengen van donkere materie en het opsporen van asteroïden.
Een dans van gas en jonge sterren: Gum 10 en Gum 11
De nieuwe jubileumfoto is gericht op twee verwante nevels: Gum 10 en Gum 11. Gum 10, ook wel bekend als RCW 19, is een enorme H-II-regio op ruim 10.000 lichtjaar afstand. Zulke gebieden bestaan voornamelijk uit geïoniseerd waterstofgas. De belangrijkste energiebron is HD 69464, een zeer hete ster van spectraalklasse O7. Deze ster en enkele andere massieve sterren maken deel uit van de jonge open Puppis OB3 stercluster. Samen zorgen zij ervoor dat de omringende waterstofwolk gaat gloeien. Gum 11 ligt dichtbij en is via een moleculaire wolk met Gum 10 verbonden. Beide nevels zijn actieve kraamkamers waar nog steeds nieuwe sterren worden geboren, wat blijkt uit de aanwezigheid van infraroodbronnen en jonge T Tauri-sterren.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Vergeet Webb: de ELT gaat álles anders maken en vordert gestaag in bouw en Een nieuwe wereld in de maak: ESO onthult exoplaneetvorming rond RIK 113. Of lees Hubble viert 36 jaar met een spectaculaire blik op de veranderlijke Trifidnevel of De Rubin-telescoop is nog niet eens echt van start gegaan, maar heeft al 11.000 asteroïden gevonden.
Ionisatie en de kenmerkende rode gloed
Om de kleuren in de foto te begrijpen, moeten we twee begrippen uitleggen. Ten eerste ionisatie. Wanneer een ster intense ultraviolette straling uitzendt, kunnen fotonen elektronen uit hun atomen stoten. Het gas raakt dan geïoniseerd. Ten tweede het effect op waterstof. Als een vrij elektron en een atoomkern weer samenkomen, kan het elektron verschillende energieniveaus doorlopen. Bij de overgang van het derde naar het tweede niveau (n=3 naar n=2) ontstaat een foton met een golflengte van 656,3 nanometer. Dat noemen we waterstof-alfa-emissie. Dit licht zien wij als een specifieke dieprode kleur. De kenmerkende rode tint in de foto’s van Gum 10 en 11 is dan ook grotendeels afkomstig van deze emissies:
Waterstof-alfa als astronomisch gereedschap
Waterstof-alfa (Hα) is voor sterrenkundigen een onmisbaar hulpmiddel. Doordat waterstof de meest voorkomende bouwsteen van nevels is, kun je met H-alpha-filters precies in kaart brengen waar jonge, hete sterren nieuw gas ioniseren. De VST gebruikt dit effect voor zijn grootschalige onderzoeken. Zo kunnen astronomen structuur, vorm en uitbreiding van nevels zoals Gum 10 en 11 vastleggen, ook al zijn ze tienduizenden lichtjaren verwijderd. Een kanttekening is dat de strak gedefinieerde spectrumlijn relatief makkelijk zelfabsorptie vertoont. Daardoor is de helderheid van de rode gloed niet direct een maat voor de totale massa van de wolk. Maar voor visuele pracht en wetenschappelijk inzicht blijft H-alpha onovertroffen.
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Vijftien jaar nauwkeurig kijken
Het jubileum van de VST is niet alleen een feestje. De telescoop is één van de weinige instrumenten die grote delen van de zuidelijke hemel systematisch in kaart brengen met een hoge resolutie. De nieuwe foto van Gum 10 en 11 is een typisch voorbeeld van de kracht van de VST: een combinatie van breed gezichtsveld, scherpe beeldkwaliteit en de mogelijkheid om met speciale filters de fijne structuur van waterstofwolken zichtbaar te maken. De laatste vijftien jaar heeft de VST dan ook bijgedragen aan talloze ontdekkingen, van dwergplaneten in ons eigen zonnestelsel tot de meest verre clusters van sterrenstelsels – en vaak in samenwerking met zijn grotere broers op de Paranal-berg.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
