Bildkredit: Hubble
Ny forskning från National Optical Astronomy Observatory kan hjälpa till att förklara bildandet och formen av många planetariska nebulosor. Astronomer tror att planetariska nebulosor orsakas när vita dvärgstjärnor släpper av sina yttre lager, men de kunde inte förklara hur nebulosorna kan bilda materialstråler eller ovanliga flikar och framträdanden. En andra stjärna som kretsar kring den döende vita dvärgen kunde piska upp de yttre skikten i de konstiga former astronomer ser.
Nära slutet av sin livstid kastar en stjärna som solen ut sina yttre lager i rymden och producerar ett disigt moln av material som kallas en planetnebulosa. De komplexa formerna och bländande färgerna på planetnebulor gör dem till några av de mest populära föremålen på natthimlen, både för amatörobservation och vetenskaplig studie.
Ny forskning tyder på att många om inte de flesta stjärnkropparna i centrum för dessa vitt varierade kosmiska föremål har följeslagare stjärnor, en överraskande fynd som kommer att påverka hur astronomer förklarar deras ursprung.
Astronomer använde teleskopet Wisconsin-Indiana-Yale-NOAO 3,5 meter vid National Science Foundation: s Kitt Peak National Observatory för att ta radiella hastighetsmätningar av 11 centrala stjärnor av planetnebulor (PNe), och letade efter den berättigade, repeterbara wobble som indikerar närvaron av en följeslagares gravitationspåverkan. Denna teknik används också för att söka efter extrasolära planeter runt stjärnor i närheten. Tio av de 11 centrala stjärnorna i PNe i den senaste studien visade tydliga bevis för radiella hastighetssvängningar.
? Om våra nuvarande resultat bekräftas med ytterligare observationer, kan vi vara i början av en revolution i studiet av planetens nebulosor ,? säger Howard Bond från Space Telescope Science Institute i Baltimore, den huvudsakliga utredaren av resultaten som presenterades idag i Atlanta vid det 203: e mötet i American Astronomical Society. ? Om dessa nebulosor härrör från binära stjärnor, innebär det ett mycket annat ursprung för dessa system än vad de flesta astronomer trodde.?
Det kan förväntas att nebulosor som kastas ut från sfäriska stjärnor skulle vara sfäriska, men många års teleskopobservationer visar att detta inte är fallet. I själva verket är de flesta PNe antingen elliptiska eller har uttalade lober, ofta åtföljda av strålliknande strukturer.
Det finns en allmän enighet om att enstjärnor för att mata ut gas med dessa observerade morfologier måste rotera ganska snabbt eller ha rimligt starka magnetfält, som själva är en produkt av stjärnrotation. Stjärnorna som oftast matar ut PNe är stora, uppblåsta jättar, som är benägna för snabb rotation.
? Det mest direkta sättet att spinna upp dessa stora, fluffiga stjärnor är genom handlingen av en kretsande följeslagare. I extrema fall, när en röd jättestjärna gradvis ökar i storlek, kan den faktiskt svälja en följeslagare stjärna, som sedan skulle spiral ner i jätten och så småningom mata ut sina yttre lager ,? förklarar Orsola De Marco, en astronom vid American Museum of Natural History (AMNH) i New York och huvudförfattaren till publikationen som rapporterar de första resultaten av detta projekt. Trots detta förblir den huvudsakliga astronomiska synen förankrad i enstjärnsteorier för utvecklingen av planetnebulor, stödd av den lilla andelen planetstjärna centrala stjärnor som tidigare var kända för att vara binärer. Men vår nya forskning hotar att vända denna synvinkel på huvudet.?
Astronomer tror för närvarande att majoriteten av stjärnorna - de som börjar med högst åtta gånger massan av vår sol - slutar sina liv genom att slänga ut en planetnebulosa och bli en kosmisk ledam som kallas en vit dvärg. De nya resultaten från WIYN-teleskopet tyder emellertid på att berättelsen kan vara mer komplicerad, eftersom det kan krävas en interaktion med en följeslagare för att producera de flesta planetariska nebulosor.
? Vi behöver mer data för att bestämma de exakta perioderna för de binära centralstjärnorna, eftersom det här är det enda sättet att vara säker på deras binäritet och eliminera andra möjliga fysiska källor som kan simulera den stjärna wobble ,? Säger De Marco. ? Vi är ganska säkra på att dessa variationer beror på binäritet, men bestämning av deras exakta perioder är det enda sättet att vara säker på. Vi måste också öka storleken på vårt prov.?
Bland de objekt som observerades i denna initiala studie är Abell 78, NGC 6891, NGC 6210 och IC 4593. De nya mätningarna av radiell hastighet togs av WIYN Hydra spektrografiska instrument.
En tidigare släppt Hubble Space Telescope-bild av NGC 6210 är tillgänglig på: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1998/36/image/a
Medförfattare till detta arbete är Dianne Harmer från National Optical Astronomy Observatory (NOAO) i Tucson, AZ, och Andrew Fleming från Michigan Technological University i Houghton, MI, en NSF-forskningsupplevelse för studenter (REU) vid AMNH under sommaren 2003.
Dessa resultat (sammanfattning 127.03 i AAS-mötesprogrammet) kommer att diskuteras i en muntlig session som börjar klockan 10:00 torsdagen den 8 januari i Regency VI. Denna forskning har accepterats för publicering i 1 februari 2004, utgåvan av Astrophysical Journal Letters.
Bilder av andra planetariska nebulosor tagna av Kitt Peak-teleskop finns tillgängliga i NOAO Image Gallery på:
http://www.noao.edu/image_gallery/planetary_nebulae.html
och
http://www.noao.edu/outreach/aop/observers/pn.html.
Wisconsin-Indiana-Yale-NOAO (WIYN) 3,5-meters teleskop ligger vid Kitt Peak National Observatory, 55 mil sydväst om Tucson, AZ. Kitt Peak National Observatory är en del av National Optical Astronomy Observatory, som drivs av Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), Inc., under ett samarbetsavtal med National Science Foundation (NSF).
Originalkälla: NOAO News Release
