Bildekreditt: Hubble
Ny forskning fra Hubble-romteleskopet indikerer at flertallet av de store døende Wolf-Rayat-stjernene har en mindre ledsagerstjerne som går i bane i nærheten. Wolf-Rayat-stjerner starter minst 20 ganger solens masse, varer bare noen få millioner år, og eksploderer deretter som supernovaer. Det antas nå at disse stjernene og deres ledsagere overfører masse når de går i bane rundt hverandre.
De fleste av de massive og strålende, men døende "Wolf-Rayet" -stjernene har selskap - en mindre ledsagerstjerne som går i bane i nærheten, ifølge nye observasjoner som bruker Hubble-romteleskopet. Resultatet vil hjelpe astronomer til å forstå hvordan de største stjernene i universet utvikler seg. Det kan også løse mysteriet om umulig store stjerner, og stiller spørsmål ved et bestemt slags avstandsestimat som bruker den tilsynelatende lysstyrken til stjernelys.
Wolf-Rayet (WR) -stjerner begynner livet som kosmiske titaner, med minst 20 ganger solens masse. De lever raskt og dør hardt, eksploderer som supernova og sprenger enorme mengder tunge elementer i verdensrommet for bruk i senere generasjoner av stjerner og planeter. "Jeg forteller folk at jeg studerer stjernene som har laget mye karbon i kroppene deres og gullet i smykkene," sier Dr. Debra Wallace fra NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. "Forstå hvordan Wolf-Rayet-stjerner utvikler seg er en kritisk kobling i kjeden av hendelser som til slutt førte til liv. " Wallace er hovedforfatter av artikler om denne forskningen som skal publiseres i Astronomical Journal og Astrophysical Journal.
Da disse stjernene er nær slutten av deres korte levetid, under "Wolf-Rayet" -fasen, smelter de tunge elementer i kjernene sine i et hektisk forsøk på å forhindre kollaps under deres egen enorme masse. Dette genererer intens varme og stråling som driver voldsom, 2,2 millioner til 5,4 millioner kilometer per time (3,6 millioner til 9 millioner km / t) stjernevind som er karakteristisk for WR-stjerner (bilde 1). Disse vindene blåser av de ytre lagene av WR-stjerner, reduserer massen deres sterkt og komprimerer nærliggende interstellare skyer, utløser gravitasjonskollaps og tenner en ny generasjon stjerner.
Fordi kosmiske avstander er så store, kan det som fremstår som en enkelt stjerne, selv når det sees gjennom store teleskoper (Bilde 2), faktisk være to eller flere stjerner som kretser rundt hverandre (Bilder 3 og 4). I den nye forskningen brukte Wallace og teamet hennes den overlegne resolusjonskraften til Planetarisk kamera i instrumentet Wide-Field Planetetary Camera 2 ombord Hubble for å identifisere nye potensielle følgesvenn-stjerner for 23 av 61 WR-stjerner i vår galakse. Selv om de tilsynelatende ledsagerstjernene må bekreftes med en lysanalyseteknikk som kalles spektroskopi, var teamet konservative når de erklærte ledsagerne i nærheten.
"Den delen av Wolf-Rayet-stjernene som visuelt har identifisert følgesvenn, zoomet fra 15 prosent før Hubble til 59 prosent med våre observasjoner, som inkluderte en fjerdedel av de kjente WR-stjernene i vår galakse," sa Wallace. "Jeg vil ikke bli overrasket om fremtidige observasjoner avslører følgesvenner rundt en enda større prosentandel av dem."
Tilstedeværelsen av en følgesvennstjerne skulle ha betydelig innflytelse på hvordan disse stjernene utvikler seg, ifølge teamet. En av mange mulige påvirkninger er masseoverføring. Hvis stjernene kommer nær hverandre på et tidspunkt i banene sine, kan gravitasjonsinteraksjonen deres føre til at den ene overfører gass til den andre, og endrer massene betydelig over tid. Siden mer massive stjerner bruker opp drivstoffet mye raskere enn mindre massive stjerner, vil en slik masseoverføring kunne endre levetiden betydelig. Andre påvirkninger inkluderer å endre baner, rotasjonshastigheter eller massetapshastigheter ved å trekke tyngdekraften deres, og virkningen av stjernevindene. "Astronomer antok at Wolf-Rayet-stjernene var single når de prøvde å beregne hvordan de utvikler seg, men vi synes de fleste har selskap," sa Wallace. "Det er som å tenke at ekteskapslivet vil være det samme som livet som en ungkar. En følgesvennstjerne må på en eller annen måte endre livet til disse stjernene. ”
Siden det som blir sett på som en stjerne faktisk kan være to eller enda flere, kan overveldende masseestimater som er mer enn hundre ganger solen for bestemte stjerner, måtte revideres nedover. "Dette hjelper faktisk med å rydde opp i et tilsynelatende mysterium, fordi astronomer mener det er en grense for hvor stor stjerne kan være," sa Wallace. ”Jo mer massiv en stjerne er, jo raskere bruker den drivstoffet og desto lysere lyser den. Over cirka 100 solmasser bør en stjerne i det vesentlige blåse seg fra hverandre gjennom sin intense stråling. "
Resultatet gjør også en vanlig teknikk for å estimere avstander til disse stjernene mer usikre. For å få et avstandsestimat til en stjerne, får man spektraltypen til stjernen, en analyse av stjernens lys som avslører dens unike egenskaper, som et fingeravtrykk. For en gitt spektraltype vet man stjernens gjennomsnittlige absolutte lysstyrke (hvor lys det ville være hvis det var en viss avstand - 32,6 lysår - unna). Ved å måle dens tilsynelatende lysstyrke (hvor lys den ser ut til å være på sin faktiske, men ukjente, avstand), kan man da bruke forholdet mellom dens tilsynelatende og absolutte lysstyrke for å bestemme den faktiske avstanden. Hvis det virkelig er to (eller flere) stjerner der du ikke ser, vil WR-stjernen synes å være lysere enn den burde for sin spektraltype og reelle avstand, noe som gjør at avstanden blir feilvurdert.
Laget inkluderer Wallace; Dr. Douglas R. Gies ved Institutt for fysikk og astronomi, Georgia State University, Atlanta, Ga .; Anthony F. J. Moffat, D? Partement de Physique, Universit? de Montreal, Quebec, Canada; og Michael M. Shara, Institutt for astrofysikk, American Museum of Natural History, New York, N.Y. Forskningen ble finansiert av NASA.
Originalkilde: NASA News Release
