Bildekreditt: ESO
European Southern Observatory har gitt ut nye bilder av en relativt nærliggende stjerne, Eta Carina, som kan være i sluttfasen av sitt liv og kan eksplodere som en supernova i løpet av en nær fremtid (astronomisk sett) - i løpet av de neste 10-20.000 årene eller noe. Stjernen ligger 7500 lysår unna, 100 ganger solens masse, og den mest lysende gjenstanden i Melkeveien. Siden 1841 har den skapt en vakker tåke rundt seg selv ved kontinuerlig å felle utenfor lag mens den snurrer raskt. Ved å se hvordan Eta Carina endrer seg, vil astronomer få verdifull innsikt i de siste stadiene av en supermassiv stjerners liv.
Helt siden 1841, da den frem til den iøynefallende sørstjernen Eta Carinae gjennomgikk et spektakulært utbrudd, har astronomer lurt på hva som egentlig skjer i denne ustabile gigantstjernen. På grunn av sin betydelige avstand - 7500 lysår - var detaljer om selve stjernen imidlertid over all observasjon.
Denne stjernen er kjent for å være omringet av Homunculus Nebula, to soppformede skyer som blir kastet ut av stjernen, som hver er hundre ganger større enn solsystemet vårt.
Nå, for første gang, gjorde infrarød interferometri med VINCI-instrumentet på ESOs Very Large Telescope Interferometer (VLTI) et internasjonalt team av astronomer [1] i stand til å zoome inn på den indre delen av sin stjernevind. For Roy van Boekel, leder av teamet, indikerer disse resultatene at "vinden til Eta Carinae viser seg å være ekstremt langstrakt og selve stjernen er svært ustabil på grunn av den raske rotasjonen."
Et monster på den sørlige himmelen
Eta Carinae, den mest lysende stjernen som er kjent i vår Galaxy, er etter alt å dømme et ekte monster: den er 100 ganger mer massiv enn solen vår og 5 millioner ganger så lysende. Denne stjernen har nå gått inn i sluttfasen av sitt liv og er svært ustabil. Den gjennomgår enorme utbrudd fra tid til annen; en av de nyeste skjedde i 1841 og skapte den vakre bipolare tåken kjent som Homunculus nebula (se ESO PR Photo 32a / 03). På den tiden, og til tross for den relativt store avstanden - 7 500 lysår - ble Eta Carinae kort den andre lyseste stjernen på nattehimmelen, bare overgått av Sirius.
Eta Carinae er så stor at hvis den plasseres i solsystemet vårt, ville den strekke seg utover Jupiters bane. Denne store størrelsen er imidlertid noe vilkårlig. De ytre lagene blåses kontinuerlig ut i verdensrommet av strålingstrykk - fotonenes innvirkning på gassatomer. Mange stjerner, inkludert vår sol, mister masse på grunn av slike "stjernevind", men i tilfellet med Eta Carinae er det resulterende massetapet enormt (ca. 500 jordmasser i året), og det er vanskelig å definere grensen mellom ytre lag av stjernen og det omkringliggende stjernevindregionen.
Nå har VINCI og NAOS-CONICA, to infrarødfølsomme instanser på ESOs Very Large Telescope (VLT) ved Paranal Observatory (Chile), prøvet formen på det stjernevindregionen for første gang. Når de ser ned i den stellare vinden så langt det var mulig, kunne astronomene utlede noe av strukturen til dette gåtefulle objektet.
Astronomteamet [1] brukte først det adaptive optiske kameraet NAOS-CONICA [2], festet til det 8,2 m lange VLT YEPUN-teleskopet, for å avbilde de disige omgivelsene i Eta Carinae, med en romlig oppløsning som kan sammenlignes med solsystemets størrelse. , jfr. PR-foto 32a / 03.
Dette bildet viser at den sentrale regionen av Homunculus-tåken domineres av en gjenstand som blir sett på som en punktlignende lyskilde med mange lysende "klatter" i umiddelbar nærhet.
Mot grensen
For å få et enda skarpere syn, vendte astronomene seg deretter til interferometri. Denne teknikken kombinerer to eller flere teleskoper for å oppnå en vinkeloppløsning [3] lik den for et teleskop like stort som separasjonen av de individuelle teleskopene (jf. ESO PR 06/01 og ESO PR 23/01).
For studiet av den ganske lyse stjernen Eta Carinae er ikke kraften til 8,2-m VLT-teleskopene nødvendig. Astronomene brukte således VINCI, VLT INterferometer Commissioning Instrument [4], sammen med to 35 cm siderostat-testteleskoper som tjente til å oppnå “First Light” med VLT Interferometer i mars 2001 (se ESO PR 06/01).
Siderstatene ble plassert på utvalgte posisjoner på VLT-observasjonsplattformen på toppen av Paranal for å gi forskjellige konfigurasjoner og en maksimal grunnlinje på 62 meter. I løpet av flere netter ble de to små teleskopene pekt mot Eta Carinae og de to lysstrålene ble rettet mot et felles fokus i VINCI-testinstrumentet i det sentralt beliggende VLT Interferometric Laboratory. Det var da mulig å måle stjernens vinkelstørrelse (sett på himmelen) i forskjellige retninger.
Ved å skyve den romlige oppløsningen til denne konfigurasjonen til det ytterste, lyktes astronomene å løse formen til det ytre laget av Eta Carinae. De var i stand til å gi romlig informasjon i en skala fra 0,005 buesek, det vil si omtrent 11 AU (1650 millioner km) i avstanden til Eta Carinae, tilsvarende full størrelse på bane til Jupiter.
Skalert ned til landlige dimensjoner, sammenlignes denne prestasjonen med å gjøre skillet mellom et egg og en biljardkule i en avstand på 2000 kilometer.
En mest uvanlig form
VLTI-observasjonene overrasket astronomene. De indikerer at vinden rundt Eta Carinae er utrolig langstrakt: den ene aksen er halvannen ganger lenger enn den andre! Videre er det funnet at den lengre aksen er på linje med retningen som de mye større soppformede skyene (sett på mindre skarpe bilder) ble kastet ut.
Stjernen og Homunculus Nebula spenner over en skala fra 10 til 20-30.000 AU, og er dermed tett på plass i rommet.
VINCI klarte å oppdage grensen der stjernevinden fra Eta Carinae blir så tett at den ikke lenger er gjennomsiktig. Tilsynelatende er denne stjernevinden mye sterkere i retning av langaksen enn kortaksen.
I følge mainstream teorier mister stjerner mest masse rundt ekvator. Dette er fordi det er her stjernevinden får "løft" -hjelp fra sentrifugalkraften forårsaket av stjernens rotasjon. Imidlertid, hvis dette var tilfelle for Eta Carinae, ville rotasjonsaksen (gjennom stjernens poler) da være vinkelrett på begge soppformede skyer. Men det er praktisk talt umulig at soppskyene er plassert som eiker i et hjul, i forhold til den roterende stjernen. Saken som ble kastet ut i 1841 ville da blitt strukket til en ring eller torus.
For Roy van Boekel er “det nåværende helhetsbildet bare fornuftig hvis den stjernevinden til Eta Carinae er langstrakt i retning polene. Dette er en overraskende reversering av den vanlige situasjonen, der stjerner (og planeter) blir flatet ved polene på grunn av sentrifugalkraften.
Den neste supernovaen?
En slik eksotisk form for stjerner av Eta Carinae-typen ble spådd av teoretikere. Hovedantakelsen er at selve stjernen, som ligger dypt inne i den stjernevinden, blir flatet ved stolpene av vanlig grunn. Men når de polare områdene i denne sentrale sonen da er nærmere sentrum der kjernefusjonsprosesser finner sted, vil de være varmere. Følgelig vil strålingstrykket i polarretningene være høyere, og de ytre lagene over polarområdene i sentralsonen vil bli mer "oppblåst" enn de ytre lagene ved ekvator.
Forutsatt at denne modellen er riktig, kan rotasjonen av Eta Carinae beregnes. Det viser seg at den skal snurre med over 90 prosent av maksimal hastighet som mulig (før samlivsbrudd).
Eta Carinae har opplevd andre store utbrudd enn det i 1841, senest rundt 1890. Hvorvidt nok et utbrudd vil skje igjen i nær fremtid er ukjent, men det er sikkert at denne ustabile gigantstjernen ikke vil slå seg til ro.
For tiden mister den så mye masse så raskt at ingenting blir igjen av den etter mindre enn 100 000 år. Mer sannsynlig er at Eta Carinae vil ødelegge seg selv lenge før det i en supernova-eksplosjon som muligens kan bli synlig på himmelen med det blotte øye. Dette kan skje "snart" i den astronomiske tidsskalaen, kanskje allerede i løpet av de neste 10-20.000 årene.
Originalkilde: ESO News Release
