Рекордна звезда далеч по-голяма от очакваната Звезда с 300 слънчеви маси, открита от ESO Германия
Използвайки множество инструментални наблюдения на много големия телескоп на ESO, астрономите откриха най-масивните звезди до момента. Една от тези звезди трябва да е имала повече от 300 пъти масата на слънцето, когато е била образувана. Това съответства на удвоената по-рано приета максимална стойност от 150 слънчеви маси, над която всъщност звездите трябва да са нестабилни. Такива масивни звездни чудовища са милиони пъти по-ярки от слънцето и губят голяма част от своята маса, издухвайки интензивни ветрове от частици в космоса. Тяхното съществуване може да даде отговор на въпроса как могат да станат масивни звезди.
Екип от астрономи, ръководен от Пол Кроутер, професор по астрофизика в Университета в Шефилд, използва много големия телескоп (VLT) на ESO, за да изследва две млади звездни клъстери, NGC 3603 и RMC 136a, и направи тези наблюдения, използвайки архивни данни от космическия телескоп Хъбъл на НАСА/ESA добавен.
NGC 3603 е вид космическа фабрика, в чиито обширни облаци газ и прах постоянно се образуват нови звезди (eso1005). Зоната на звездното образуване е на около 22 000 светлинни години от Земята в съзвездието „Кил на кораба“. RMC 136a (често съкратено като R136) също е звезден куп от млади, масивни и горещи звезди. Намира се в мъглявината Тарантула в Големия магеланов облак, галактика, която на разстояние 165 000 светлинни години принадлежи към нашия по-близък космически квартал (eso0613).
По време на своите наблюдения астрономите са се натъкнали на няколко звезди, чиято повърхностна температура надвишава 40 000 ° C и поради това са повече от седем пъти по-горещи от нашето слънце. Тези звезди също са няколко десетки пъти по-големи и милиони пъти по-ярки от слънцето. Ако някой класифицира тези звезди в моделна поредица от еволюция на звездите, се оказва, че те трябва да са имали маса, когато са се образували, надхвърляща теоретичната горна граница от 150 слънчеви маси. Звездата R136a1, която се намира в клъстера R136, е най-масивната звезда, позната до момента. В момента тя има около 265 пъти масата на слънцето, когато се е формирала вероятно е била до 320 слънчеви маси.
В NGC 3603 астрономите успяха да определят масите на две звезди в бинарна звездна система директно от тяхното орбитално движение [1] и по този начин да проверят моделите, с които са оценили масите на другите звезди. Освен това NGC 3603 имаше свои собствени тежести да предложи: Астрономите откриха звездите А1, В и С там, чиито маси също бяха над или близо до границата от 150 слънчеви маси, когато се формираха.
Много масивните звезди създават изключително силни звездни ветрове, които извеждат материята навън от повърхността на звездата. „За разлика от хората, такива звезди са родени тежки тежести. Вместо да растат, те отслабват с напредването на възрастта “, обяснява Пол Кроутер. „R136a1,„ затлъстелите “от тях, е на малко повече от един милион години. Това е средна възраст за една звезда в нейната маса. Сякаш е на строга диета, която вече е загубила една пета от първоначалната си маса; в неговия случай това са повече от 50 слънчеви маси! "
Ако R136a1 трябваше да бъде в центъра на нашата слънчева система вместо слънцето, той би бил по-ярък от слънцето със същия фактор, както слънцето е по-ярко от пълнолунието. „Поради огромната си гравитация, годината - т.е. периодът на въртене на земята - ще бъде съкратен до три седмици. Това също би осветлило земята с невероятно силно UV лъчение, което би направило живота на земята невъзможен “, добавя Рафаел Хирши от университета в Кийл, член на астрономическия екип.
Звезди, масивни като R136a1, са изключително редки. Те се образуват само в много плътните звездни купове. С представените тук наблюдения беше възможно за първи път да се разграничат отделните звезди в центровете на такива звездни купове и да се наблюдават отделно една от друга. За това, разбира се, бяха необходими инструменти с особено добри образни свойства, а именно инфрачервените инструменти на VLT [2].
Екипът от астрономи също оцени възможно най-голямата маса и честотата на най-масивните звезди в двете звездни купове. „Звездите трябва да имат поне 80 пъти масата на Юпитер. В противен случай те няма да могат да започнат сливането на водород с хелий вътре, което е звезда като енергиен източник - ако се провалят при това препятствие, имаме работа с така наречените кафяви джуджета “, обяснява членът на екипа Оливие Шнур от Астрофизичния институт в Потсдам. „Нашите резултати потвърждават популярното вярване, че има горна граница на масата на звездите. Числовата стойност за тази горна граница обаче се е изместила нагоре с фактор от две до около 300 слънчеви маси. "
В R136 има само четири звезди, достигнали над 150 слънчеви маси, когато са се образували. Но тези четири звезди са отговорни за почти половината от изтичащите звездни ветрове и излъчената енергия на целия звезден куп, който се състои от около 100 000 звезди. Само R136a1 стимулира заобикалящата го среда да свети повече от 50 пъти по-силно от младата звездна купчина в мъглявината Орион, най-близкият регион на звездното образуване, наблюдаван от Земята, в който се образуват масивни звезди.
Поради кратката им продължителност на живот и силните звездни ветрове не е лесно да се разбере как първоначално се образуват масивни звезди. Екстремни случаи като R136a1 затрудняват още повече теоретиците: „Или те действително са образували този размер, или са били образувани от няколко малки звезди“, обяснява Кроутер.
Звездите с 8 до 150 пъти масата на слънцето завършват сравнително краткия си живот с експлозия на свръхнова. Остават само неутронни звезди или черни дупки. Сега, когато беше доказано, че има и звезди със 150 до 300 слънчеви маси, шансовете се увеличават, че могат да възникнат и така наречените свръхнови нестабилност на двойки, които са изключително ярки и когато експлодират, не остава остатъчно тяло. Такива свръхнови биха отделили до десет слънчеви маси желязо в околната среда. Някои наблюдения, направени през последните години, са кандидати за този тип експлозия на свръхнова.
R136a1 е не само най-масивните звездни астрономи, които познават, но и тази с най-голяма яркост. Това е почти десет милиона пъти светимостта на слънцето. „Като се има предвид колко редки са подобни звездни чудовища, не мисля, че този рекорд ще бъде счупен скоро“, заключава Кроутер.
Крайни бележки
[1] Звездата А1 в зоната на звездообразуването NGC 3603 е двоична звездна система с орбитален период от 3,77 дни. В момента двете звезди имат 120 пъти и 92 пъти масата на слънцето. По време на формирането си масите им са били 148 пъти и 106 пъти масата на слънцето.
[2] Екипът от астрономи използва инструментите SINFONI, ISAAC и MAD, всички те са разположени на много големия телескоп на ESO на планината Паранал в Чили.
Още информация
Представените тук резултати от изследванията се появяват под заглавието „В звездния клъстер R136 се намират няколко звезди, чиито отделни маси значително надвишават приетата граница на звездната маса от 150 Msun“ в статия на P. Crowther et al. в списанието Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Участващите учени са Пол А. Кроутер, Ричард Дж. Паркър и Саймън П. Гудуин (Университет в Шефилд, Великобритания), Оливие Шнур (Университет в Шефилд и Астрофизически институт Потсдам), Рафаел Хирши (Университет Кийл, Великобритания), както и Норхаслиза Юсоф и Хасан Абу Касим (Малайски университет, Малайзия).
Със спектрографа за наблюдение на полета INtegral в близката инфрачервена зона (накратко SINFONI, буквално „пространствено разрешен спектрограф за близката инфрачервена светлина“) се извършват спектроскопски изследвания на обширни обекти в близкия инфрачервен диапазон. SINFONI се състои от модул, разработен от ESO за адаптивна оптика за компенсиране на атмосферни изкривявания и спектрографа SPIFFI (SPectrometer for Infrared Faint Field Imaging). SPIFFI е проектиран и изграден от сътрудничеството на NOVA между холандските университети и Института за извънземна физика Макс Планк в Гархинг.
Преводите на прессъобщенията на ESO на английски език са услуга на ESO Science Outreach Network (ESON), международна мрежа за астрономически връзки с обществеността, в която са представени учени и научни комуникатори от всички държави-членки на ESO (и няколко други страни). Германският възел на мрежата е Домът на астрономията към Института по астрономия Макс Планк в Хайделберг.
Наляво
Информация за връзка
Каролин Лиефке
ESO Science Outreach Network - Дом на астрономията
Тел: (06221) 528 226
Имейл: [email protected]
Пол Кроутер
Университет в Шефилд
Великобритания
Тел: +44 114 222 4291
Мобилен: +44 7946 638 474
Имейл: [email protected]
Оливие Шнур
Астрофизичен институт Потсдам
Потсдам, Германия
Тел: +49 331 7499 353
Имейл: [email protected]
Анри Бофин
ESO, La Silla, Paranal и пресаташе на E-ELT
Гархинг, Германия
Тел: +49 89 3200 6222
Мобилен: +49 174 515 43 24
Имейл: [email protected]
Това е превод на прессъобщението на ESO eso1030.