Wanneer we aan de sterrenhemel denken, stellen we ons meestal een rustig fonkelende bol van licht voor. Toch zijn er sterren die veel dynamischer en grilliger zijn. Een vlamster is een jonge ster die sterk varieert in helderheid en activiteit doordat ze nog in de laatste stadia van hun vorming zit. Ze staan op het punt om volwassen te worden, maar vertonen nog intense uitbarstingen en veranderingen. Vlamsterren worden ook wel eruptieve jonge sterren genoemd, omdat ze plotseling grote hoeveelheden energie en materie kunnen uitstoten. Ze zijn een belangrijk onderdeel van ons begrip van stervorming en vroege sterontwikkeling.
Vlamsterren zijn van groot wetenschappelijk belang omdat ze laten zien hoe sterren hun laatste jeugdstadium doormaken en hoe materie uit een accretieschijf wordt verdeeld. Ze helpen astronomen te begrijpen hoe planetenstelsels ontstaan, want veel van het materiaal in de schijf kan later planeten vormen. Ze laten zien hoe variabele accretie de evolutie van een ster beïnvloedt. Door vlamsterren te bestuderen, leren we waarom sommige sterren sneller of heftiger evolueren dan andere. Kortom, vlamsterren zijn een cruciale schakel tussen protosterren en volwassen sterren.
Hoe ontstaan vlamsterren?
Vlamsterren ontstaan uit moleculaire wolken, dezelfde koude gas- en stofwolken waar alle sterren geboren worden. Net als protosterren bevinden ze zich nog in een dicht, omhullend gas- en stofcomplex, dat veel van hun straling blokkeert.
Kenmerkend voor vlamsterren is hun instabiele accretieschijf. Terwijl de ster materie van de schijf naar zich toe trekt, kan de instroom plotseling toenemen. Dit veroorzaakt een uitbarsting van licht en energie, waardoor de ster tijdelijk tientallen tot honderden keren helderder kan worden.
- Kleine uitbarstingen zijn vaak kortstondig, enkele dagen tot weken.
- Grotere erupties kunnen maanden of zelfs jaren duren.
Eigenschappen van vlamsterren
Vlamsterren hebben een aantal opvallende eigenschappen:
- Variabele helderheid: hun lichtfluctuaties zijn veel sterker dan bij volwassen sterren.
- Sterke sterrenwinden: ze stoten gas en stof uit in de omgeving, wat bijdraagt aan de vorming van nevels en toekomstige planetenstelsels.
- Omgeven door accretieschijven: deze schijven kunnen de toekomstige planeten van het systeem herbergen.
- Infraroodstraling: veel van hun energie wordt uitgestraald in het infrarood, omdat stof de zichtbare straling blokkeert.
Bekende subtypes zijn:
- FU Orionis-sterren: zeer krachtige, langdurige uitbarstingen.
- EX Lupi-sterren: kortere, herhalende uitbarstingen.
Hoe vlamsterren werden ontdekt
De eerste vlamster die uitgebreid werd bestudeerd, was FU Orionis, in het sterrenbeeld Orion. In 1936 werd ontdekt dat deze ster plotseling tientallen keren helderder werd. Astronomen realiseerden zich dat dit niet een normale variatie was, maar het resultaat van een intense accretie-uitbarsting. Later werden met infrarood- en radiotelescopen tientallen andere vlamsterren opgespoord, vooral in jonge sterclusters zoals de Orionnevel en de Rho Ophiuchi-nevel. Door hun sterke infraroodstraling en veranderlijke helderheid konden astronomen deze jonge sterren onderscheiden van volwassen sterren. Met de komst van moderne telescopen zoals Spitzer en James Webb (JWST) is het nu mogelijk om niet alleen de uitbarstingen te zien, maar ook de structuur van de accretieschijf en de uitstroomjets van gas in detail te bestuderen.
Enkele voorbeelden van bekende vlamsterren:
- FU Orionis (Orion): de prototypische FU Orionis-ster, bekend om zijn enorme helderheidstoename in de jaren 1930.
- EX Lupi (Lupus): een EX Lupi-ster met kortdurende, herhalende uitbarstingen.
- V1647 Orionis: beroemd om het verlichten van McNeil’s Nebula tijdens een eruptie.
- HBC 722 (LkHα 188): een jonge ster met recente, goed bestudeerde uitbarstingen.
Deze sterren bevinden zich meestal in jonge sterclusters, waar talloze andere protosterren en vlamsterren te vinden zijn.
