Inzicht in Cepheïden: Precisiemetingen Ontcijferen het Universum met VELOCE

AmsterdamNauwkeurige metingen veranderen onze kennis over Cepheïden. Deze sterren wisselen regelmatig van helderheid en helpen astronomen bij het meten van grote afstanden in de ruimte, wat essentieel is voor het begrijpen van de omvang van het universum. Het bestuderen van deze sterren is echter lastig, omdat hun helderheidsveranderingen en interacties met begeleidende sterren ingewikkelde patronen veroorzaken.

Om inzicht te krijgen in deze patronen hebben onderzoekers nauwkeurige metingen nodig. Radiale snelheden van Cepheïden zijn hiervoor zeer nuttig, maar lastig te meten. Richard I. Anderson, een astrofysicus van EPFL, benadrukt het belang van hoogwaardige radiale snelheden. Het VELOCE-project is hierop ingesprongen.

Het VELOCE Project:

• Meer dan 12 jaar geleden gestart
• Meer dan 18.000 metingen verzameld
• 258 Cepheïden-sterren onderzocht
• Geavanceerde spectrografen benut

Het project is een samenwerking tussen EPFL, de Universiteit van Genève en KU Leuven. Waarnemingen werden gedaan met de Zwitserse Euler-telescoop in Chili en de Vlaamse Mercator-telescoop op La Palma. Anderson begon met VELOCE tijdens zijn promotieonderzoek en voltooide het bij EPFL. Zijn promovendus, Giordano Viviani, hielp bij het beschikbaar maken van de gegevens.

De metingen zijn uiterst nauwkeurig. De snelheden van Cepheïden kunnen tot 70 km/s variëren. VELOCE registreerde deze veranderingen met een nauwkeurigheid van 130 km/u, en soms zelfs met precisie tot 7 km/u. Ze gebruikten hiervoor twee hogeresolutiespectrografen, namelijk HERMES en CORALIE.

Lees ook:

Vandaag · 01:15

Antineutrino-detectie: revolutie in nucleaire bewakingstechnologie

Het Doppler-effect speelde een essentiële rol in dit onderzoek. Dit fenomeen meet de snelheid van een object door veranderingen in de frequentie van zijn golven te analyseren. Dankzij deze methode verzamelden VELOCE-onderzoekers zeer nauwkeurige gegevens.

Het VELOCE-project ontdekte nieuwe informatie over Cepheïden. Ze identificeerden dubbele pieken in de pulsaties van deze sterren, ook wel de Hertzsprung-progressie genoemd. Dit werpt nieuw licht op de structuur van deze sterren. Daarnaast bleek uit de gegevens dat de bewegingen van de sterren complex zijn en dat niet al hun pulsaties regelmatig zijn, wat de bestaande modellen in twijfel trekt.

Enkele ontdekkingen wijzen op complexe processen binnenin sterren. Dit kan duiden op interacties tussen verschillende lagen of extra pulsatiesignalen. Henryka Netzel, een postdoctoraal onderzoeker die met Anderson samenwerkt, verklaart dat deze bevindingen kunnen helpen om de structuur van Cepheïde sterren met behulp van asteroseismologie vast te stellen. Eerste detecties van dergelijke signalen worden in een afzonderlijk artikel door Netzel en collega's gerapporteerd.

Uit de studie bleek dat er verschillende dubbelstersystemen zijn, waaronder 77 Cepheïden en 14 mogelijke kandidaten. Shreeya Shetye, een voormalige postdoctorale onderzoeker bij Anderson, leidde een ander onderzoek naar deze systemen. Ongeveer één op de drie Cepheïden heeft een onzichtbare metgezel, ontdekt door het Doppler-effect.

Het begrijpen van Cepheids is essentieel omdat ze informatie geven over de evolutie van sterren en helpen bij het meten van afstanden in de ruimte en de snelheid waarmee het universum uitdijt. VELOCE kan bovendien minder nauwkeurige gegevens van de ESA-missie Gaia bevestigen. Gaia streeft ernaar de grootste dataset te verzamelen van radiale snelheden van Cepheids.