Komunikat prasowy

Piękna mgławica z brutalną historią: zderzenie gwiazd rozwiązaniem gwiezdnej zagadki

11 kwietnia 2024

Gdy astronomowie spojrzeli na gwiezdną parę w sercu oszałamiającego obłoku gazu i pyłu, czekała na nich niespodzianka. Pary gwiazd są zwykle bardzo podobne, jak bliźnięta, ale w HD 148937 jedna gwiazda wydaje się młodsza i – przeciwieństwie do drugiej – magnetyczna. Nowe dane z Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) sugerują, że w systemie były pierwotnie trzy gwiazdy, dopóki dwie z nich nie zderzyły się i połączyły. Gwałtowne zdarzenie utworzyło otaczający obłok i na zawsze zmieniło losy systemu.

„Podczas czytania literatury, uderzyło mnie, jak wyjątkowy wydaje się ten system” mówi Abigail Frost, astronomka z ESO w Chile, kierowniczka badań opublikowanych dzisiaj w Science. System HD 148937 znajduje się około 3800 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Węgielnicy. Składa się z dwóch gwiazd znacznie masywniejszych od Słońca, otoczonych przez piękną mgławicę, obłok gazu i pyłu. „Mgławica otaczająca dwie masywne gwiazdy to rzadkość i naprawdę sprawiła, że poczuliśmy, że w tym układzie musiało wydarzyć się coś ciekawego. W trakcie analizy danych uczucie to tylko wzrosło.”

„Po dokładnej analizie udało się nam ustalić, że bardziej masywna gwiazda wydaje się znacznie młodsza niż jej towarzyszka , co nie ma sensu, ponieważ powinny powstać w tym samym czasie!” mówi Frost. Różnica wieku – jedna gwiazda wydaje się być o co najmniej 1,5 miliona lat młodsza od drugiej – sugeruje, że coś musiało odmłodzić masywniejszą gwiazdę.

Inny element układanki znajduje się w mgławicy otaczającej gwiazdy, znanej jako NGC 6164/6165. Liczy sobie 7500 lat, setki razy mniej niż obie gwiazdy. Mgławica wykazuje bardzo duże ilości azotu, węgla i tlenu. Jest to zaskakujące, ponieważ te pierwiastki spodziewane są zwykle głęboko wewnątrz gwiazdy, a nie na zewnątrz. Jakieś gwałtowne wydarzenie musiało je uwolnić.

Aby rozwikłać tajemnicę, zespół naukowy zebrał rozciągnięte na dziewięć lat dane z instrumentów PIONIER i GRAVITY, na Interferometrze Bardzo Dużego Teleskopu (VLTI), należącym do ESO, znajdującym się na chilijskiej pustyni Atakama. Użyto także archiwalnych danych z instrumentu FEROS z Obserwatorium La Silla, również należącego do ESO.

„Sądzimy, że system miał początkowo co najmniej trzy gwiazdy. Dwie z nich musiały być blisko siebie w jednym punkcie orbity, natomiast trzecia znajdowała się znacznie dalej” wyjaśnia Hugues Sana, profesor na KU Leuven w Belgii, kierownik naukowy obserwacji. „Dwie wewnętrzne gwiazdy połączyły się w gwałtowny sposób, tworząc magnetyczną gwiazdę i wyrzucają część materii, która utworzyła mgławicę. Odleglejsza gwiazda utworzyła nową orbitę z nową połączoną gwiazdą, teraz magnetyczną, tworząc układ podwojny, który dzisiaj widzimy w centrum mgławicy.”

„Scenariusz merdżera kiełkował w mojej głowie już w 2017 roku, gdy analizowałem obserwacje mgławicy uzyskane przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Herschela należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej” dodaje współautor Laurent Mahy, obecnie naukowiec w Królewskim Obserwatorium w Belgii. „Znalezienie różnicy wieku pomiędzy gwiazdami sugeruje, że taki scenariusz jest najbardziej wiarygodny. Było to możliwe do wykazania tylko dzięki danym z ESO.”

Scenariusz ten wyjaśnia także dlaczego jedna z gwiazd w systemie jest magnetyczna, a druga nie – co jest kolejną dziwną cechą HD 148937 zauważoną w danych VLTI.

Jednocześnie pomaga w rozwiązaniu długotrwałej tajemnicy astronomicznej: w jaki sposób masywne gwiazdy uzyskują swoje pola magnetyczne. O ile pola magnetyczne są powszechną cechą gwiazd o małych masach, takich jak nasze Słońce, to gwiazdy masywne nie mogą podtrzymywać pól magnetycznych w ten sam sposób. A pomimo tego niektóre masywne gwiazdy są magnetyczne.

Od jakiegoś czasu astronomowie podejrzewali, że gwiazdy masywne mogą uzyskiwać pola magnetyczne w efekcie połączenia się dwóch gwiazd. Teraz po raz pierwszy udało się znaleźć tak bezpośredni dowód, że coś takiego zachodzi. W przypadku HD 148937 połączenie musiało nastąpić niedawno. “Nie uważa się, aby magnetyzm w masywnych gwiazdach trwał bardzo długo, w porównaniu do okresu życia gwiazd. Wydaje się więc, że zaobserwowaliśmy rzadkie zdarzenie krótko po tym, jak nastąpiło” dodaje Frost.

Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), należący do ESO i budowany obecnie na chilijskiej pustyni Atakama, umożliwi badaczom dokładniejsze ustalenie co zaszło w systemie, a być może nawet pokaże więcej niespodzianek.

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. “A magnetic massive star has experienced a stellar merger”, który ukaże się w Science (www.science.org/doi/10.1126/science.adg7700). Publikacja ukaże się w Science w piątek 12 kwietnia 2024 r., a stanie siędostepna online 11 kwietnia o godz. 20.00 CEST. Aby w trakcie embargo medialnego zobaczyć ostateczną wersję tekstu artykułu, można wejść na stronę https://www.eurekalert.org/press/scipak/ albo skontaktować się pod adresem scipak@aaas.org.

Badania uzyskały finansowanie z Europejskiej Rady Badań Naukowych w ramach programu badawczo-innowacyjnego Unii Europejskiej o nazwie Horyzont 2020 (umowa grantowa numer 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana). 

Skład zespołu badawczego: A. J. Frost (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile] and Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgium [KU Leuven]), H. Sana (KU Leuven), L. Mahy (Royal Observatory of Belgium, Beliga i KU Leuven), G. Wade (Department of Physics & Space Science, Royal Military College of Canada, Kanada [RMC Space Science]), J. Barron (Department of Physics, Engineering & Astronomy, Queen’s University, Kanada i RMC Space Science), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, Centre national de la Recherche Scientifique, Institute de Planétologie et d’Astrophyisique de Grenoble, Francja), A. Mérand (European Southern Observatory, Garching, Niemcy [ESO]), F. R. N. Schneider (Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Niemcy i Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Niemcy), T. Shenar (The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Izrael i KU Leuven), R. H. Barbá (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de La Serena, Chile), D. M. Bowman (School of Mathematics, Statistics and Physics, Newcastle University, Wielka Brytania i KU Leuven), M. Fabry (KU Leuven), A. Farhang (School of Astronomy, Institute for Research in Fundamental Sciences, Iran), P. Marchant (KU Leuven), N. I. Morrell (Las campanas Observatory, Carnegie Observatories, Chile) oraz J. V. Smoker (ESO Chile i UK Astronomy Technology centre, Royal Observatory, Wielka Brytania).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Linki

Kontakt

Abigail Frost
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Tel.: +44 79 8353 9292
E-mail: Abigail.Frost@eso.org

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel.: +32 479 50 46 73
E-mail: hugues.sana@kuleuven.be

Laurent Mahy
Royal Observatory of Belgium
Brussels, Belgium
Tel.: +32 476 23 60 06
E-mail: laurent.mahy@oma.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Lê Binh San PHAM
Communication Officer, Royal Observatory of Belgium
Brussels, Belgium
E-mail: lebinhsan.pham@oma.be

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2407

O komunikacie

Komunikat nr:eso2407pl
Nazwa:HD 148937, NGC 6164, NGC 6165
Typ:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Milky Way : Nebula
Facility:Very Large Telescope Interferometer
Instrumenty:FEROS, GRAVITY, PIONIER
Science data:2024Sci...384..214F

Zdjęcia

Most of the image is taken up by a cloud-like structure shaped like an egg, slightly tilted to the right. It is coloured in shades of orange and pink, with some areas brighter than others. In a gap at its centre, a white sphere shines brightly, with white, blue and green rays coming out of it. Surrounding the cloud are stars of different sizes and colours over a dark background.
The nebula (NGC 6164/6165) surrounding HD 148937 as seen in visible light
Po angielsku
Four images are displayed, the first three being artist's impressions and the final being the real image. The first shows two bright stars close together in the centre of the image, with a third, redder star a larger distance away. The second image shows a central burst of bright white light in the place of the two close stars, surrounded by red- and yellow-coloured emissions that hide the redder star. In the third image, the central burst is dimmer and smaller, and the other star is once again visible. The final, real image shows a circular nebula that is reddish on the outside and pinker in the middle on a backdrop of stars. One star in the middle of the image is particularly bright.
Artist's impression: the violent history of stellar pair HD 148937
Po angielsku
Thousands of stars fill the frame. Most of them are small dots in white, bluish or red, but four larger ones surrounded by blue halos appear on the left and right margins of the image. The background is dark, with hazy, reddish, cloud-like structures covering most of it. There is a bright reddish structure in the centre of the image. It is approximately the size of the larger stars, shaped like an egg tilted to the right, and has a bright white star in its centre.
Wide-field view of the region of the sky around the nebula NGC 6164/6165
Po angielsku
The nebula NGC 6164/6165 in the constellation of Norma
The nebula NGC 6164/6165 in the constellation of Norma
Po angielsku

Filmy

Clash of stars solves stellar mystery | ESO News
Clash of stars solves stellar mystery | ESO News
Po angielsku
Artist's animation: the violent history of stellar pair HD 148937
Artist's animation: the violent history of stellar pair HD 148937
Po angielsku
Zooming in on the NGC 6164/6165 nebula surrounding the HD 148937 stellar pair
Zooming in on the NGC 6164/6165 nebula surrounding the HD 148937 stellar pair
Po angielsku
3D view of the NGC 6164/6165 nebula surrounding the HD 148937 stellar pair
3D view of the NGC 6164/6165 nebula surrounding the HD 148937 stellar pair
Po angielsku