När stjärnor når slutet av sin livslängd genomgår många gravitationskollaps och exploderar till en supernova. I vissa fall kollapsar de för att bli svarta hål och släpper en enorm mängd energi på kort tid. Detta är vad som kallas gamma-ray bursts (GRBs), och de är en av de mest kraftfulla händelserna i det kända universum.
Nyligen kunde ett internationellt team av astronomer fånga en bild av ett nyupptäckt trippelstjärnsystem omgiven av ett "kugghjul" av damm. Detta system, smeknamnet "Apep", ligger ungefär 8000 ljusår från jorden och är avsett att bli en långvarig GRB. Dessutom är det den första i sitt slag som upptäcktes i vår galax.
Studien som beskriver teamets resultat publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Natur.Teamet leddes av Joseph R. Callingham, en postdoktor från Nederländerna Institute for Radio Astronomy (ASTRON), och inkluderade medlemmar från Sydney Institute for Astronomy (SIfA), Royal Observatory Edinburgh, University of Sheffield och University of New South Wales.
Med hjälp av ESO: s Very Large Telescope (VLT) tog laget en bild av 2XMM J160050.7-514245, ett trippelstjärnsystem som består av ett binärt par och en följeslagare enstjärna omgiven av ett dammmoln. På grund av sin snygga form, som liknar en orm som rullas runt stjärnorna, kallade teamet systemet Apep. Denna forntida egyptiska gudom var en gigantisk orm som förkroppsligade kaos som kämpade med solguden Ra varje natt.
Detta fynd var både aldrig tidigare skådat och oväntat. Som Callingham förklarade i ett nyligen pressmeddelande från ESO: ”Detta är det första sådana systemet som upptäcktes i vår egen galax. Vi förväntade oss aldrig hitta ett sådant system i vår egen trädgård. ” Ännu mer intressant är det faktum att detta system förväntas genomgå gravitationskollaps och bli en långvarig GRB.
Som nämnts är GRB: er bland de mest kraftfulla explosionerna i universum. Dessa räcker vanligtvis mellan några tusendels sekund och några timmar och släpper lika mycket energi som solen kommer att göra under hela livscykeln. Långvariga GRB: er är de som håller längre än 2 sekunder och orsakas när snabbt roterande Wolf-Rayet-stjärnor går supernova.
Denna sällsynta heterogena klass av stjärnor har ovanliga spektra som indikerar förekomsten av tunga element och utarmning av väte och starka stjärnvindar. Några av de mest massiva stjärnorna i universum utvecklas till Wolf-Rayet-stjärnor mot slutet av deras liv och förblir i detta tillstånd bara några hundra tusen år.
Under den tiden genererar de kraftiga stjärnvindar som kastar av sig enorma mängder material med hastigheter på upp till miljoner kilometer i timmen. När det gäller Apep indikerade mätningar av dess stjärnvindar att de reser med 12 miljoner km / h (7,45 miljoner km / h). Det är dessa vindar som är ansvariga för dammnålhjulet som omger detta trippelstjärnsystem och dess spiralform.
I grund och botten bildas hjulhjulet som ett resultat av kolliderande stjärnvindar genererade av det binära paret (som visas som en enda ljus stjärna i bilden upptill). Det binära paret ansvarar också för att skulpturera hjulet, där deras gravitationella inflytande och banor är det som ger det sin slangform.
Jämfört med de stjärnvindar som genereras av det binära paret, virvlar själva pinhjulet runt med en relativt långsam hastighet på mindre än 2 miljoner km / h (1,24 miljoner km / h). Denna enorma skillnad tros vara resultatet av att ett av det binära paret lanserar både snabb och långsam vind i olika riktningar.
En möjlig förklaring till detta är att det binära paret roterar så snabbt att det nästan rivar sig isär (även en nästan kritisk rotation). Dessutom tros Wolf-Rayet-stjärnor som har så snabba rotationer vara det som ger långvariga GRB när deras kärnor kollapsar i slutet av deras livscykler.
Allt detta är det som fick det internationella teamet att dra slutsatsen att Apep inom några hundra tusen år (bara en blinkning när det gäller kosmologiska tidsskalor) kommer att genomgå en gravitationskollaps och släppa loss som massiv GRB. Denna händelse kommer troligen att vara den första GRB som äger rum i vår galax och kommer att pågå tillräckligt länge för att astronomer ska upptäcka den.
Huruvida dessa astronomer kommer att vara mänskliga är inte en annan fråga. Mycket kan hända på några hundra tusen år. Fortfarande, att hitta född till en av de mest energiska händelserna i universum i vår egen kosmiska trädgård, och att veta att det en dag kommer att resultera i en massiv explosion, är ganska prestationen.
Se också till denna ESOcast om upptäckten av Apep:
