In eerste instantie lijken sterren onwrikbare, stille en eeuwige lichtpunten aan onze nachtelijke hemel. Maar onder hun oppervlak schuilen subtiele trillingen — haast onhoorbaar, tenzij je precies weet hoe je moet luisteren. Soms is ruimteonderzoek net zo fascinerend als een goed gesprek aan de bar in De School.
Een team van astronomen van het WM Keck Observatorium op Hawaï heeft onlangs het onvoorstelbare gedaan: ze hebben de “muziek” van een nabije ster ontcijferd. Hiermee konden ze de leeftijd van deze ster met ongekende precisie bepalen. Hun bevindingen, gepubliceerd in het vakblad The Astrophysical Journal, werpen nieuw licht op de ouderdom van sterren en roepen serieuze vragen op over theorieën die we tot nu toe voor waar hielden.
Hoe luister je naar sterren?
De techniek achter deze ontdekking heet asteroseismologie. Het werkt eigenlijk een beetje als een seismoloog op aarde — maar dan voor sterren. De natuurlijke trillingen van een ster vormen een unieke akoestische vingerafdruk, waarmee astronomen eigenschappen als massa, grootte en (jawel) leeftijd kunnen bepalen.
Voor deze meting kwam de revolutionaire Keck Planet Finder (KPF) in actie, een spectrograaf die bewegingen aan het steroppervlak met extreme nauwkeurigheid registreert.
Gedurende vier achtereenvolgende nachten verzamelden onderzoekers ruim 2.000 metingen van de ster HD 219134. Dit is een zogeheten K-type ster, op slechts 21 lichtjaar van aarde — niks geen verre melkweg, maar praktisch ‘om de hoek’, hemels gezien. En waar de helderheid van warme sterren makkelijk zichtbaar verandert, zijn bij deze koelere ster alleen variaties in de zogeheten radiale snelheid te betrappen.
HD 219134 blijkt stokoud – ouder dan de zon
De grootste eyeopener? De leeftijd van HD 219134: ongeveer 10,2 miljard jaar. Dat is meer dan twee keer zo oud als onze zon. Daarmee behoort ze tot de oudste nog actieve sterren waarvan de leeftijd via asteroseismologie is vastgesteld. Ik moest zelf ook even twee keer kijken: dat is oud!
Deze ontdekking is goud waard voor onderzoekers die andere methodes willen verfijnen — bijvoorbeeld gyrochronologie, waarbij men de leeftijd van een ster schat op basis van haar rotatie. Interessant genoeg laat het nieuwe onderzoek zien dat rotatie van zulke oude sterren nauwelijks nog vertraagt. Modelletjes aanpassen, dus.
Het formaat van de ster blijft een raadsel
Alsof dat nog niet genoeg was: de onderzoekers stuitten ook op een opvallend verschil in schattingen van de omvang van HD 219134. Eerdere studies met interferometrie wezen op een 4% grotere diameter dan de actuele asteroseismische metingen aangeven.
Deze discrepantie roept vragen op: hoe betrouwbaar zijn bestaande methodes? En welke invloeden — misschien onbekende magneetvelden, of samenstelling van de atmosfeer — spelen stiekem een rol? Zelfs ervaren sterrenkundigen blijven hierover discussiëren op conferenties in Leiden, of gewoon bij een koffie van Douwe Egberts.
Een ster met haar eigen planetenfamilie
HD 219134 staat er niet alleen voor: tenminste vijf planeten bewegen in haar baan — waarvan twee qua grootte sprekend op aarde lijken. Dankzij de verse inzichten over de moederster zijn nu ook de afmetingen en de dichtheid van deze planeten meer precies bepaald. Het blijken rotsachtige werelden te zijn. Toekomstige onderzoeksmissies, misschien zelfs van ESA, krijgen zo scherpere doelwitten voorgeschoteld.
Zoals medeauteur Daniel Huber treffend zei: “Als we ooit leven op een andere planeet ontdekken, willen we weten hoe oud het is. Het ‘luisteren’ naar de moederster geeft ons direct het juiste antwoord.” Dankzij instrumenten als de Keck Planet Finder kunnen dit soort metingen straks misschien wel standaard worden voor sterren in onze buurt.