Se for deg en enkelt stjerne som er mer lysende enn en million soler, som bryter ut med noen tiår i en massiv bluss som lyser så lys som en supernova. Snart nok vil stjernen avslutte lidelsen i en endelig titanisk eksplosjon, men før den gjør det, må den lide i denne tilstanden i tusenvis av år.
Dette er en sjelden lysende blå variabel stjerne, og den kan inneholde nøklene til å forstå koblingen mellom livene til stjerner og deres dødsfall.
Lysende blå variable (LBV) stjerner er faktisk utrolig sjeldne; astronomer har bare identifisert rundt 20 (kanskje) og mistenker at det bare er noen hundre i Melkeveien, topper. Siden de er så sjeldne, er de dårlig forstått. Og siden de er så dårlig forstått, er de vanskelig å karakterisere.
Dette er hva vi vet:
- De er store. Veldig stor. Den minste løp i størrelsesorden ti ganger massen til solen vår, mens den største bryter vekten på potensielt over hundre ganger solens masse. Men selv de små begynner mye, mye større, og har bare krympet til den størrelsen nå på grunn av ekstreme utbrudd som kastet ut sine egne atmosfærer ut i verdensrommet.
- De er lyse, med lysstyrkerstarter 250.000 ganger solskinnet, og opp til tre millioner ganger solskinnet. Det setter overflatetemperaturen i området 10.000 - 25.000 000; flere ganger varmere enn vår egen stjerne.
- Deres sjeldenhet skyldes sannsynligvis deres korte levetid. Mange av de mest massive stjernene - og kanskje alle av de store - gå gjennom denne fasen. Men det er mot slutten av livet, rett før de begynner å ri på supernovatoget, og vil gå gjennom denne LBV-etappen om mindre enn hundre tusen år. Det er kort nok til at vi i en typisk galakse bare forventer å se totalt noen hundre når som helst.
- De er impulsive, turbulente og ustabile. En av de første LBV-stjernene som ble oppdaget, Eta Carinae, var den nest lyseste stjernen på himmelen ... i tre dager i mars 1843. Den er ikke lenger synlig for det blotte øye.
Og her er hva vi ikke vet:
- Alt annet.
Kanskje er det største mysteriet for LBV-stjerner det som gjør dem så farlige. Hva driver deres sjeldne, men fantastiske utbrudd? Selv om det er vanskelig å si (selvfølgelig, fordi du kan forestille deg at disse stjernene er utrolig kompliserte fysiske systemer), mistenker forskere at det innebærer en intrikat dans mellom stjernene i det indre og ytre laget.
LBV-stjerner opplever noe av det verste IBS du muligens kan forestille deg. Tarmen deres ruller kontinuerlig opp og ned, med massive konvektive strømmer som ferger varmt materiale fra kjernen og kjølig materiale fra overflaten. Dette er ganske standard så langt som normale stjerner går, men i LBV-stjerner går denne prosessen nøtt, med konveksjonen som aktivt skyver biter av de ytterste stjernelagene langt utover deres normale rammer.
Lett løsrevet fra stjernen på grunn av konveksjonen, får de ytre lagene til slutt en pause fra intensiteten og begynner å avkjøle seg. Dette øker deres tetthet, og blokkerer stjernelyset under dem. Strålingen skyver da - akkurat som en lysseil, men langt mer alvorlig - den delen av stjernestoff, og skyter den helt ut fra stjernen i et massivt lys av lys og materie.
Det er mange flere detaljer som må utarbeides i den historien, og et viktig spørsmål henger: Er LBV-scenen til en massiv stjerne, med alle dens dårlig tempererte passninger, forløperen til en enda sprøere epoke med fantastisk evolusjon som Wolf-Rayet-fasen, eller fører det direkte til det endelige supernova-showet?
Hvis vi hadde noen hundre tusen år å bare se disse stjernene leve og dø, ville dette spørsmålet være lett å svare på. Men det har vi ikke, så det er vanskelig.
En ledetråd kommer fra deres forhold til deres stjernekjære. Hvis livshistorien til de mest massive stjernene i vårt univers er “kjempestjerne? lysende blå variabel? Wolf-Rayet? kaboom, ”og hvert trinn er relativt kort, da burde vi se disse stadiene alle sammen blandes i samme generelle nærhet. En haug med store stjerner skulle bli født sammen, bli gamle sammen og dø sammen.
Men hvis LBV-stjerner er deres egen, uavhengige vei til boom-town, bør det ikke være noe generelt forhold til Wolf-Rayet-søskenbarna sine. De vil være i sine egne pensjonssamfunn på motsatt side av byen, for å si det slik.
Det beste stedet å jakte på disse potensielle forbindelsene er Stor Magellanic Cloud, siden det er en ganske isolert klump i en enkelt himmellapp. Forskningen har gått frem og tilbake de siste årene i spørsmålet om klumpheten til LBV-stjerner, da astronomer finpusse og vri definisjonene av "klumpiness" og "LBV."
Den siste iterasjonen, takket være et papir som nylig ble akseptert for publisering i Astrophysical Journal, styrker “standarden” (som standard som det blir i slike tilfeller) bilde av LBV: de er bare et av de mange ondskapsfulle stadiene mot slutten av en massiv stjerners liv. Noe som betyr at ved å forstå hvordan LBV fungerer, kan vi lære hvordan kjempestjerner til slutt dør.
Les mer: “Kaster lys over isolasjonen av lysende blå variabler”
