Billedtekst: Ny forskning med data fra European Southern Observatory-teleskoper, inklusive Very Large Telescope, har afsløret, at de hotteste og lyseste stjerner, kendt som O-stjerner, ofte findes i tæt par. de Mink (STScI)
Ligesom mennesker ser stjerner ud til at foretrække selskab med ledsagere. En ny undersøgelse ved hjælp af Very Large Telescope afslører, at de fleste meget lyse, høje masse-O-type stjerner ikke bor alene. Overraskende nok har næsten tre fjerdedele af disse stjerner en tæt ledsagerstjerne, langt mere end tidligere antaget. Men nogle gange - også som mennesker - kan forholdet mellem ledsagende stjerner blive lidt grimt, idet den ene stjerne bliver dominerende og endda forstyrrende ved at stjæle materie fra den anden eller ved at gøre en fjendtlig overtagelse.
Et internationalt team af astronomer har fundet, at nogle stjerner praktisk talt vil suge livet ud af en anden, og cirka en tredjedel af tiden vil et par stjerner i sidste ende fusionere og danne en enkelt stjerne.
Stjernerne inkluderet i denne undersøgelse er nogle af de største, lyseste stjerner, der har meget høje temperaturer. De lever hurtigt og dør unge, og spiller i deres liv en nøglerolle i udviklingen af galakser. ved, der driver udviklingen af galakser. De er også knyttet til ekstreme fænomener som gamma-ray burst.
”Disse stjerner er absolutte behemoths,” sagde Hugues Sana fra University of Amsterdam, Holland, hovedforfatter af undersøgelsen. ”De har 15 eller flere gange massen af vores sol og kan være op til en million gange lysere. Disse stjerner er så varme, at de skinner med et strålende blå-hvidt lys og har overfladetemperaturer over 54.000 grader Fahrenheit (30.000 grader C). ”
Astronomerne studerede en prøve af 71 enkeltstjerner og stjerner i O-type i par (binære grupper) i seks nærliggende unge stjerneklynger i Mælkevejen.
Ved at analysere lyset, der kommer fra disse mål mere detaljeret end før, opdagede teamet, at 75 procent af alle stjerner af O-typen findes i binære systemer, en højere andel end tidligere antaget, og den første nøjagtige bestemmelse af dette antal. Men endnu vigtigere fandt de, at andelen af disse par, der er tæt nok til at interagere (gennem stellar fusioner eller masseoverførsel af såkaldte vampyrstjerner) er langt højere end nogen havde troet, hvilket har dybe konsekvenser for vores forståelse af galakseudvikling.
Stjerner af O-typen udgør kun en brøkdel af en procent af stjernerne i universet, men de voldsomme fænomener, der er forbundet med dem, betyder, at de har en uforholdsmæssig effekt på deres omgivelser. Vindene og chokene, der kommer fra disse stjerner, kan både udløse og stoppe stjernedannelse, deres stråling styrker glødet af lyse nebler, deres supernovaer beriger galakser med de tunge elementer, der er afgørende for livet, og de er forbundet med gammastråler, der er blandt de mest energiske fænomener i universet. O-type stjerner er derfor involveret i mange af de mekanismer, der driver udviklingen af galakser.
”Stjernens liv påvirkes meget, hvis den findes sammen med en anden stjerne,” sagde Selma de Mink fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, Md., En medforfatter til undersøgelsen. ”Hvis to stjerner kredser meget tæt på hinanden, kan de i sidste ende fusionere. Men selvom de ikke gør det, vil en stjerne ofte trække materien ud af overfladen på sin nabo. ”
Fusioner mellem stjerner, som holdet vurderer at være den ultimative skæbne for omkring 20 til 30 procent af stjernerne af O-typen, er voldelige begivenheder. Men selv det forholdsvis milde scenarie med vampyrstjerner, der tegner sig for yderligere 40 til 50 procent af tilfældene, har dybe effekter på, hvordan disse stjerner udvikler sig.
Indtil nu mente astronomer for det meste, at tæt bane rundt om massive binære stjerner var undtagelsen, noget, der kun var nødvendigt for at forklare eksotiske fænomener som røntgenbinarier, dobbeltpulsarer og sorte hulbinarier. Den nye undersøgelse viser, at forenkling kan ikke forenkles for at fortolke universet: disse tungvægtige dobbeltstjerner er ikke bare almindelige, deres liv adskiller sig grundlæggende fra enkeltstjernes.
Indlæser afspiller ...
For eksempel for vampyrstjerner - hvor den mindre stjerne med lavere masse forynges, når den suger det friske brint fra sin ledsager - vil dens masse stige markant, og den vil overleve sin ledsager, og overleve meget længere end en enkelt stjerne af den samme masse. Offerstjernen bliver i mellemtiden fjernet fra sin konvolut, inden den har en chance for at blive en lysende rød supergiant. I stedet udsættes for den varme, blå kerne. Som et resultat kan den stjernede befolkning i en fjern galakse synes at være meget yngre, end den virkelig er: både de foryngede vampyrstjerner og de formindskede offerstjerner bliver varmere og blåere i farven, der efterligner yngre stjerners udseende. At kende den sande andel af interagerende højmasse-binære stjerner er derfor afgørende for korrekt at karakterisere disse fjerne galakser.
”Den eneste information astronomer har om fjerne galakser er fra lyset, der når vores teleskoper. Uden at tage antagelser om, hvad der er ansvarlig for dette lys, kan vi ikke drage konklusioner om galaksen, såsom hvor massiv eller hvor ung den er. Denne undersøgelse viser, at den hyppige antagelse om, at de fleste stjerner er single, kan føre til de forkerte konklusioner, ”sagde Sana.
At forstå, hvor store disse effekter er, og hvor meget dette nye perspektiv vil ændre vores syn på den galaktiske udvikling, er brug for yderligere arbejde. Modellering af binære stjerner er kompliceret, så det vil tage tid, før alle disse overvejelser er inkluderet i modeller for galaksdannelse.
Avisen blev offentliggjort i 27. juli-udgaven af tidsskriftet Science.
Kilder: ESO, HubbleSite
