2019-03 Ken je klassiekers: De variabele ster V1 in de Andromedanevel


Onderwerp

De variabele ster V1 in de Andromedanevel

 

Beeld

H335H_glass_0670_27_wm.jpg
Copyright: Carnegie Observatories

 

Technische gegevens

Object: Cepheïde veranderlijke ster in de Andromedanevel M31

Datum creatie: 5-6 oktober 1923

Auteur: Edwin Powell Hubble

Copyright: Carnegie Observatories

Instrument: Hooker 100 inch telescoop op het Mount Wilson Observatory, Californië - USA

Afstand tot object: 2,54 miljoen lichtjaar

 

Korte beschrijving

Wie wat kennis van sterrenkunde heeft, weet dat enige bescheidenheid op zijn plaats is voor ons, mensen, op planeet Aarde: wij mogen onszelf weliswaar intelligente levensvormen noemen, maar al bij al vertoeven wij op een nietig planeetje in een baan rond een gewone, eerder kleine ster in een sterrenstelsel zoals er vele zijn. Dan is er nog de donkere materie die meer voorkomt in het heelal dan de door ons gekende, gewone materie, opgebouwd uit protonen, neutronen en elektronen. En blijkbaar is het daarmee nog niet al gezegd: er is nog een soort donkere energie die allesbepalend is in verband met de vorm en evolutie van het heelal op grote schaal.

De vraag stelt zich dus: wat stellen wij voor in het perspectief van de onmetelijke grootsheid van het heelal?

En dan mogen we toch een positieve kijk op de dingen hebben: misschien zijn we wel klein, maar best behoorlijk slim, we zijn er immers toch maar mooi in geslaagd om min of meer onze plaats te kunnen bepalen ten opzichte van de wereld van het heel grote en het heel kleine. Bovendien zorgt wetenschap voor voortschrijdend inzicht, dus we hopen en verwachten dat we in de toekomst nog meer inzicht zullen verwerven.

Great%20Debate.jpg

Het is zeker ook fijn om nu te kunnen leven en niet een eeuw geleden, want halfweg de jaren 1920 was er nog niet eens zekerheid over het feit dat er buiten ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, nog andere sterrenstelsels waren.

In de jaren 1920 woedde immers ‘the great debate’ over deze kwestie waarbij astronomen – met als protagonisten Harlow Shapley (alles is in ons sterrenstelsel) en Heber D. Curtis (ons sterrenstelsel is één van vele) – mekaar niet echt spaarden en net niet in de haren vlogen.

Met behulp van de grote telescopen die men in die tijd ter beschikking had, kon men op foto’s van de sterrenhemel overal spiraalstructuren en grote sterrenwolken waarnemen, maar de aard daarvan bleef onbegrepen. Volgens één groep astronomen ging het om intragalactische objecten, volgens een andere groep astronomen betrof het extragalactische objecten.

Het grote debat werd effectief gevoerd, maar eindigde in 1920 op een onbevredigend gelijkspel.

Vesto Slipher, de gerenommeerde hoofdastronoom op het Lowell Observatory, had spectroscopisch vastgesteld dat vele spiraalnevels van ons weg bewegen en dit aan veel hogere snelheden dan de gekende sterren. Volgens hem wees dit op de extragalactische aard van die objecten, maar het ontbrak hem aan een formeel bewijs om deze bewering hard te maken.

En toen verscheen Edwin Hubble ten tonele. Hij was als waarnemend astronoom verbonden aan het Mount Wilson Observatory in Californië, waar hij kon werken met de 2,5 meter Hooker-telescoop, op dat moment de grootste telescoop ter wereld. Hubble was een gedreven, geduldige en zeer nauwgezette waarnemer, en in 1919 was hij begonnen met zijn waarnemingen.

In de nacht van 5 op 6 oktober 1923 maakte hij foto’s van de Andromedanevel, M31, en op één van die 45 minuten belichtte glasplaten stond een sterretje van magnitude 19: dat sterretje zou de wereld veranderen.

Op de afbeelding hieronder zie je links het ontdekkingsbeeld en rechts de lichtcurve van de ster. Copyright afbeelding: Carnegie Observatories.

De glasplaat heeft als identificatienummer H335H (wat wil zeggen ‘Hooker plaat 335 door Hubble) en de letters N staan voor Novae, nieuwe sterren volgens Hubble in vergelijking met eerdere foto’s van hetzelfde stuk sterrenhemel.  

De ster waar het hier om gaat was eerst ook als N aangeduid, maar nadien heeft Hubble dat doorstreept en zette hij de aanduiding ‘VAR!’. Hubble had dus ontdekt dat het ging om een variabele ster die in helderheid veranderde als een Cepheïde.  

Dit inzicht toonde ontegensprekelijk aan dat M31 een ander sterrenstelsel is dan onze Melkweg.

 

Discovery%20VAR1%20in%20M31.jpg

 

Om helemaal zeker te zijn ging Hubble op zoek naar meer en nog overtuigender bewijsmateriaal. Tegen februari 1924 had hij een tweede Cepheïde ontdekt in de Andromedanevel en een aantal Cepheïden in M33 en in drie andere nevels.

Nu hij helemaal zeker was, schreef Hubble een brief naar zijn aartsrivaal Harlow Shapley met als aanhef: “You will be interested to hear that I have found a Cepheid variable in the Andromeda Nebula”.

Met deze belangrijke ontdekking was het grote debat beslist: spiraalnevels zijn wel degelijk andere sterrenstelsels en dus extragalactisch.

Op 1 januari 1925 werd de foto officieel gepubliceerd met bijhorend artikel "The Extragalactic Nature of Spiral Nebulae".

Door dit artikel werd de afmeting van het heelal ineens 100.000 keer groter, werd de basis gelegd voor de ontdekking van een expanderend heelal en daarbij aansluitend de oerknal.

Terecht mag men die datum beschouwen als de geboorte van de moderne kosmologie.

Op 23 mei 2011 kwam het Hubble Space Telescope Science Institute met een persbericht naar buiten om aan te kondigen dat de Hubble Space Telescope de ster V1 in beeld had gebracht.

Dit gebeurde nadat een team van amateurastronomen de ster van juli tot december 2010 volgden om de helderheid ervan in te schatten. Op basis van die waarnemingen werd de periode van V1 heel nauwkeurig bepaald op 31,415 dagen.

En zo kon het HST-team aan de slag om de ster in beeld te brengen op het moment dat die het meest en het minst helder was. Er gebeurden vier opnames: op 17, op 21 en op 30 december 2010 en op 26 januari 2011. Op deze video zie je de ster in helderheid toenemen en afnemen.

 

t1_hubble-v1-m31-cepheid.jpg

 

Links op het internet

Hubble’s beroemde M31 VAR ! glasplaat

Hubble views the star that changed the Universe

YouTube Cepheid Variable Star V1 in M31

Sky & Telescope The star that changed our Universe

The ‘Great Debate’ over de schaal van het heelal