Bildkredit: Hubble
Ny forskning från Hubble Space Telescope indikerar att majoriteten av de stora döende Wolf-Rayat-stjärnorna har en mindre följeslagare som går runt i närheten. Wolf-Rayat-stjärnor börjar minst 20 gånger solens massa, varar bara några miljoner år och exploderar sedan som supernovaer. Det tros nu att dessa stjärnor och deras följeslagare överför massa när de går runt varandra.
Majoriteten av massiva och lysande men döende "Wolf-Rayet" -stjärnor har företag - en mindre följeslagare som går i närheten i närheten, enligt nya observationer med Hubble Space Telescope. Resultatet hjälper astronomer att förstå hur de största stjärnorna i universum utvecklas. Det kan också lösa mysteriet med omöjligt massiva stjärnor och ifrågasätter en viss typ av avståndsuppskattning som använder den uppenbara ljusstyrkan hos stjärnljus.
Wolf-Rayet (WR) stjärnor börjar livet som kosmiska titaner, med minst 20 gånger solens massa. De lever snabbt och dör hårt, exploderar som supernova och spränger enorma mängder tunga element i rymden för användning i senare generationer av stjärnor och planeter. "Jag säger till folk att jag studerar stjärnorna som gjorde mycket av kolet i deras kroppar och guldet i deras smycken," säger Dr. Debra Wallace från NASA: s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. "Förstå hur Wolf-Rayet-stjärnor utvecklas är en kritisk länk i händelsekedjan som slutligen ledde till liv. ” Wallace är huvudförfattare till artiklar om denna forskning som kommer att publiceras i Astronomical Journal och Astrophysical Journal.
När dessa stjärnor är nära slutet av deras korta livstid, under "Wolf-Rayet" -fasen, smälter de tunga element i sina kärnor i ett galet försök att förhindra kollaps under sin egen enorma massa. Detta genererar intensiv värme och strålning som driver hård, 2,2 miljoner till 5,4 miljoner mil per timme (3,6 miljoner till 9 miljoner km / h) stjärnvindar som är karakteristiska för WR-stjärnor (bild 1). Dessa vindar blåser av de yttre lagren av WR-stjärnor, vilket minskar deras massa kraftigt och komprimerar interstellära moln i närheten, utlöser deras gravitationskollaps och antänder en ny generation av stjärnor.
Eftersom kosmiska avstånd är så stora, kan det som framträder som en enda stjärna även om man tittar genom stora teleskop (Bild 2) i själva verket vara två eller flera stjärnor som kretsar runt varandra (bilder 3 och 4). I den nya forskningen använde Wallace och hennes team den överlägsna upplösningskraften från Planetkamera i instrumentet Wide-Field Planetetary Camera 2 ombord på Hubble för att identifiera nya potentiella följeslagare för 23 av 61 WR-stjärnor i vår galax. Även om de uppenbara följeslagarnas stjärnor måste bekräftas med en ljusanalyssteknik som kallas spektroskopi, var laget konservativt när de förklarade närliggande stjärnor.
"Den del av Wolf-Rayet-stjärnor som visuellt har identifierat följeslagare stjärnor zoomade från 15 procent före Hubble till 59 procent med våra observationer, som inkluderade en fjärdedel av de kända WR-stjärnorna i vår galax," sade Wallace. "Jag skulle inte bli förvånad om framtida observationer avslöjar kamrater runt en ännu större andel av dem."
Närvaron av en följeslagare bör starkt påverka hur dessa stjärnor utvecklas, enligt teamet. En av många möjliga påverkningar är massöverföring. Om stjärnorna närmar sig varandra någon gång i sina banor, kan deras gravitationsinteraktion leda till att en överför gas till den andra, vilket väsentligt förändrar deras massor över tid. Eftersom mer massiva stjärnor använder upp sitt bränsle mycket snabbare än mindre massiva stjärnor kan en sådan massöverföring avsevärt förändra deras livstid. Andra påverkningar inkluderar förändring av banor, rotationshastigheter eller massförlustnivåer genom dragning av deras tyngdkraft och påverkan av stjärnvindar. "Astronomer antog att Wolf-Rayet-stjärnorna var singel när de försökte beräkna hur de utvecklas, men vi finner att de flesta har företag," sade Wallace. ”Det är som att tänka giftermål kommer att vara detsamma som livet som en ungkarl. En följeslagare stjärna måste på något sätt förändra livet för dessa stjärnor. ”
Eftersom det som ses som en stjärna i själva verket kan vara två eller till och med fler, kan enastående massuppskattningar på mer än hundra gånger så mycket som solen för vissa stjärnor behöva revideras nedåt. "Detta hjälper faktiskt att rensa upp ett uppenbart mysterium, eftersom astronomer tror att det finns en gräns för hur stor en stjärna kan vara," sade Wallace. ”Ju massivare en stjärna är, desto snabbare förbrukar hon sitt bränsle och desto ljusare lyser den. Över cirka 100 solmassor bör en stjärna i huvudsak spränga sig isär genom sin intensiva strålning. ”
Resultatet gör också en vanlig teknik för att uppskatta avstånd till dessa stjärnor mer osäker. För att få en avståndsuppskattning till en stjärna får man den spektrala typen av stjärnan, en analys av stjärnans ljus som avslöjar dess unika egenskaper, som ett fingeravtryck. För en viss spektraltyp vet man stjärnans genomsnittliga absoluta ljusstyrka (hur ljust det skulle vara om det var ett visst avstånd - 32,6 ljusår - bort). Genom att mäta dess uppenbara ljusstyrka (hur ljust det verkar vara på dess faktiska, men okända, avstånd), kan man sedan använda förhållandet mellan dess uppenbara och absoluta ljusstyrka för att bestämma det faktiska avståndet. Om det verkligen finns två (eller fler) stjärnor där du inte ser, verkar WR-stjärnan vara ljusare än den borde för sin spektraltyp och sitt verkliga avstånd, vilket gör att avståndet missförstörs.
I teamet ingår Wallace; Dr Douglas R. Gies från Institutionen för fysik och astronomi, Georgia State University, Atlanta, Ga .; Anthony F. J. Moffat, D? Partement de Physique, Universit? de Montreal, Quebec, Kanada; och Michael M. Shara, avdelningen för astrofysik, American Museum of Natural History, New York, N.Y. Forskningen finansierades av NASA.
Originalkälla: NASA News Release
