Billedkredit: Hubble
Ny forskning fra Hubble-rumteleskopet indikerer, at størstedelen af de store døende Wolf-Rayat-stjerner har en mindre ledsager, der kredser i nærheden. Wolf-Rayat-stjerner starter mindst 20 gange solens masse, varer kun et par millioner år og eksploderer derefter som supernovaer. Det antages nu, at disse stjerner og deres ledsagere overfører masse, når de kredser om hinanden.
Størstedelen af massive og strålende, men døende ”Wolf-Rayet” -stjerner har selskab - en mindre ledsagerstjerne, der kredser i nærheden, ifølge nye observationer, der bruger Hubble-rumteleskopet. Resultatet vil hjælpe astronomer med at forstå, hvordan de største stjerner i universet udvikler sig. Det kan også løse mysteriet med umuligt massive stjerner og sætter spørgsmålstegn ved en bestemt form for afstandestimat, der bruger den tilsyneladende lysstyrke fra stjernelys.
Wolf-Rayet (WR) -stjerner begynder livet som kosmiske titaner med mindst 20 gange solens masse. De lever hurtigt og dør hårdt, eksploderer som supernova og sprænger enorme mængder af tunge elementer i rummet til brug i senere generationer af stjerner og planeter. "Jeg fortæller folk, at jeg studerer stjernerne, der lavede meget af kulstof i deres kroppe og guldet i deres smykker," siger Dr. Debra Wallace fra NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. "Forstå hvordan Wolf-Rayet-stjerner udvikler sig er et kritisk led i kæden af begivenheder, der i sidste ende førte til liv. ” Wallace er hovedforfatter af artikler om denne forskning, der vil blive offentliggjort i Astronomical Journal og Astrophysical Journal.
Da disse stjerner er ved slutningen af deres korte levetid, i ”Wolf-Rayet” -fasen, smelter de tunge elementer i deres kerner i et hektisk forsøg på at forhindre kollaps under deres egen enorme masse. Dette genererer intens varme og stråling, der driver hård, 2,2 millioner til 5,4 millioner kilometer i timen (3,6 millioner til 9 millioner km / t) stjernevinde, der er karakteristisk for WR-stjerner (billede 1). Disse vinde blæser ud af de ydre lag af WR-stjerner, hvilket reducerer deres masse i høj grad og komprimerer nærliggende interstellare skyer, udløser deres gravitationskollaps og antænder en ny generation af stjerner.
Fordi kosmiske afstande er så store, kan det, der vises som en enkelt stjerne, selv når det ses gennem store teleskoper (billede 2), faktisk være to eller flere stjerner, der kredser om hinanden (billeder 3 og 4). I den nye undersøgelse brugte Wallace og hendes team den overordnede opløsningsevne af Planetkameraet i det brede felt Planetariske kamera 2-instrument ombord Hubble til at identificere nye potentielle ledsagestjerner for 23 af 61 WR-stjerner i vores galakse. Selvom de tilsyneladende ledsagende stjerner skal bekræftes med en lysanalyseteknologi, der kaldes spektroskopi, var holdet konservativt med at erklære stjernekammerater i nærheden.
”Den del af Wolf-Rayet-stjerner, der visuelt har identificeret ledsagende stjerner, zoomede fra 15 procent før Hubble til 59 procent med vores observationer, som omfattede en fjerdedel af de kendte WR-stjerner i vores galakse,” sagde Wallace. ”Jeg vil ikke blive overrasket, hvis fremtidige observationer afslører ledsagere omkring en endnu større procentdel af dem.”
Tilstedeværelsen af en ledsagerstjerne bør i betydelig grad påvirke, hvordan disse stjerner udvikler sig, ifølge teamet. En af mange mulige påvirkninger er masseoverførsel. Hvis stjernerne kommer tæt sammen på et tidspunkt i deres kredsløb, kan deres gravitationsinteraktion medføre, at den ene overfører gas til den anden, hvilket ændrer deres masser over tid markant. Da mere massive stjerner bruger deres brændstof meget hurtigere end mindre massive stjerner, kunne en sådan masseoverførsel ændre deres levetid markant. Andre påvirkninger inkluderer ændring af baner, rotationshastigheder eller massetabshastigheder gennem trækningen af deres tyngdekraft og virkningen af stjernevindene. ”Astronomer antog, at Wolf-Rayet-stjerner var single, når de forsøgte at beregne, hvordan de udvikler sig, men vi finder ud af, at de fleste har selskab,” sagde Wallace. ”Det er som at tænke det gifte liv vil være det samme som livet som en ungkarl. En ledsagerstjerne skal på en eller anden måde ændre livet for disse stjerner. ”
Da det, der ses som en stjerne faktisk kan være to eller endnu flere, kan overvældende massestimeringer på mere end hundrede gange solens sol for visse stjerner muligvis blive revideret nedad. ”Dette hjælper faktisk med at rydde op i et tilsyneladende mysterium, fordi astronomer mener, at der er en grænse for, hvor stor en stjerne kan være,” sagde Wallace. ”Jo mere massiv en stjerne er, jo hurtigere bruger den sin brændstof, og jo lysere lyser den. Over omkring 100 solmasser skal en stjerne i det væsentlige sprænge sig fra hinanden gennem sin intense stråling. ”
Resultatet gør også en almindelig teknik til at estimere afstande til disse stjerner mere usikker. For at få et afstandsestimat til en stjerne får man den spektrale type af stjernen, en analyse af stjernens lys, der afslører dens unikke egenskaber, ligesom et fingeraftryk. For en given spektraltype kender man stjernens gennemsnitlige absolutte lysstyrke (hvor lys det ville være, hvis det var en bestemt afstand - 32,6 lysår - væk). Ved at måle dens tilsyneladende lysstyrke (hvor lys den ser ud til at være på sin faktiske, men ukendte, afstand), kan man derefter bruge forholdet mellem dets tilsyneladende og absolutte lysstyrke til at bestemme den faktiske afstand. Hvis der virkelig er to (eller flere) stjerner der, som du ikke kan se, ser WR-stjernen ud til at være lysere end den burde for sin spektraltype og reelle afstand, hvilket får afstanden til at blive misbrugt.
Holdet inkluderer Wallace; Dr. Douglas R. Gies fra Institut for Fysik og Astronomi, Georgia State University, Atlanta, Ga .; Anthony F. J. Moffat, D? Partement de Physique, Universit? de Montreal, Quebec, Canada; og Michael M. Shara, Institut for Astrofysik, American Museum of Natural History, New York, N.Y. Forskningen blev finansieret af NASA.
Original kilde: NASA News Release
