Föreställ dig en enda stjärna mer lysande än en miljon solar, som bryter ut med några decennier i en massiv blossa som lyser ljust som en supernova. Snart kommer stjärnan att avsluta sitt lidande i en slutlig titanisk sprängning, men innan den gör det måste den drabbas i detta tillstånd i tusentals år.
Detta är en sällsynt lysande blå variabel stjärna, och den kan hålla nycklarna till att förstå sambandet mellan stjärnorna och deras dödsfall.
Ljusblåa variabla stjärnor (LBV) är verkligen otroligt sällsynta; astronomer har bara identifierat cirka 20 (kanske) och misstänker att det bara finns några hundra i Vintergatan, toppar. Eftersom de är så sällsynta är de dåligt förstådda. Och eftersom de är så dåligt förstått är de svåra att karakterisera.
Det här är vad vi vet:
- De är stora. Riktigt stor. Den minsta körningen i intervallet tio gånger massan av vår sol, medan den största bryter vågen med potentiellt över hundra gånger solens massa. Men även de små börjar mycket, mycket större och har bara krympt till den storleken nu på grund av extrema utbrott som kastade ut sina egna atmosfärer ut i rymden.
- De är ljusa med ljusstyrkorstartande på 250 000 gånger solens, och att gå upp till tre miljoner gånger solens. Det sätter deras yttemperatur i intervallet 10 000 - 25 000 000; flera gånger varmare än vår egen stjärna.
- Deras sällsynthet beror antagligen på deras korta livstid. Många av de mest massiva stjärnorna - och kanske Allt av de stora - gå igenom denna fas. Men det är mot slutet av deras liv, precis innan de börjar rida på supernovatåget, och kommer att gå igenom denna LBV-etapp på mindre än hundra tusen år. Det är kort nog att vi i en typisk galax bara förväntar oss att se totalt några hundra när som helst.
- De är impulsiva, turbulenta och instabila. En av de första LBV-stjärnorna som upptäcktes, Eta Carinae, var den näst ljusaste stjärnan på himlen ... i tre dagar i mars 1843. Den är inte längre synlig för det blotta ögat.
Och här är vad vi inte vet:
- Allt annat.
Kanske är det största mysteriet för LBV-stjärnorna det som gör dem så dangvariabla. Vad driver deras sällsynta men fantastiska utbrott? Även om det är svårt att säga (uppenbarligen, eftersom du kan föreställa dig att dessa stjärnor är oerhört komplicerade fysiska system), misstänker forskare att det innebär en invecklad dans mellan stjärnorna i det inre och det yttre.
LBV-stjärnor upplever några av de värsta IBS du kan tänka dig. Deras tarmar rullar ständigt upp och ner, med massiva konvektiva strömmar som färjer varmt material från kärnan och svalt material från ytan. Detta är ganska standard så långt som normala stjärnor går, men i LBV-stjärnor går denna process nötter, med konvektionen som aktivt trycker bitar av de yttersta stjärnskikten långt bortom deras normala gränser.
Lätt fristående från stjärnan på grund av konvektionen får de yttre lagren äntligen en paus från intensiteten och börjar svalna. Detta ökar deras täthet och blockerar stjärnljuset under dem. Strålningen trycker sedan på - precis som en ljussegel men på ett allvarligare sätt - den biten av stjärna, helt och helt ut ur stjärnan i en massiv skur av ljus och materia.
Det finns mycket fler detaljer som måste bearbetas i den berättelsen, och en viktig fråga kvarstår: är LBV-scenen för en massiv stjärna, med alla dess dåliga anpassningar, föregångaren till en ännu galare epok av stellutveckling känd som Wolf-Rayet-fas, eller leder det direkt till den sista supernova-showen?
Om vi hade några hundra tusen år att bara se dessa stjärnor leva och dö, skulle denna fråga vara lätt att besvara. Men det gör vi inte, så det är svårt.
En ledtråd kommer från deras förhållanden till deras stellar släktingar. Om livshistorien om de mest massiva stjärnorna i vårt universum är ”jättestjärna? lysande blå variabel? Wolf-Rayet? kaboom, ”och varje steg är relativt kort, då borde vi se dessa stadier alla blandas i samma allmänna närhet. Ett gäng stora stjärnor skulle föds tillsammans, bli gamla tillsammans och dö tillsammans.
Men om LBV-stjärnor är deras egna, oberoende väg till boomstaden, borde det inte vara någon allmän relation till deras Wolf-Rayet-kusiner. De kommer att vara i sina egna pensionskommuner på motsatt sida av staden, så att säga.
Det bästa stället att jaga efter dessa potentiella anslutningar är Large Magellanic Cloud, eftersom det är en ganska isolerad klump i en enda himmelplatta. Forskningen har gått fram och tillbaka under de senaste åren i frågan om LBV-stjärnornas klumpighet, när astronomer justerar och vrider definitionerna av "klumpighet" och "LBV."
Den senaste iterationen, tack vare ett papper som nyligen accepterats för publicering i Astrophysical Journal, stärker "standarden" (som standard i sådana fall) bild av LBV: de är bara ett av de många onda stadierna mot slutet av en massiv stjärnas liv. Vilket innebär att genom att förstå hur LBV: er fungerar, kan vi lära oss hur gigantiska stjärnor till slut dör.
Läs mer: “Kasta ljus på isoleringen av lysande blå variabler”
