Kids

eso1230is — Fréttatilkynning

Björtustu stjörnurnar lifa sjaldnast einar

VLT finnur út að stærstu stjörnur alheimsins eru í pörum

26. júlí 2012

Ný rannsókn, þar sem stuðst var við gögn frá Very Large Telescope (VLT) ESO, sýnir að flestar björtustu og massamestu stjörnur alheims, sem knýja áfram þróun vetrarbrauta, verja jafnan ævi sinni með annarri stjörnu. Næstum þrír fjórðu þessara stjarna eiga sér mjög nána förunauta sem er miklu meira en áður var talið. Í flestum pörunum ríkir sundrandi víxlverkun milli stjarnanna, þ.e.a.s. efni flyst frá einni stjörnu til hinnar, auk þess sem talið er að einn þriðji muni að lokum renna saman í eina stjörnu, sem kemur á óvart. Greint er frá þessum niðurstöðum í tímaritinu Science sem kom út 27. júlí 2012.

Alheimurinn er fjölbreyttur staður og fjölmargar stjörnur eru gerólíkar sólinni okkar. Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga notaði VLT sjónaukann til að rannsaka stjörnur af O-gerð, sem eru mjög heitar, massamiklar og skærar [1]. Þessar stjörnur eiga stutta og ofsafengna ævi og leika lykilhlutverk í þróun vetrarbrauta. Þær tengjast líka öfgakenndum fyrirbærum eins og „vampírustjörnum“, þar sem smærri fylgistjarna sýgur til sín efni af yfirborði stærri nágranna síns, og gammablossum.

„Þessar stjörnur eru sannkallaðir risar“ segir Hugues Sana (University of Amsterdam í Hollandi), aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina. „Þær eru meira en 15 sinnum massameiri en sólin okkar og geta verið allt að milljón sinnum bjartari. Þessar stjörnur eru svo heitar að þær gefa frá sér skært bláhvítt ljós en yfirborðshitastig þeirra er yfir 30.000 gráður á Celsíus.“

Stjörnufræðingarnir rannsökuðu safn 71 stjörnu af O-gerð, stakra og í pörum (tvístirni), í sex nálægum, ungum stjörnuþyrpingum í vetrarbrautinni okkar. Flestar mælingar voru gerðar með sjónaukum ESO, þar á meðal VLT.

Með því að rannsaka ljósið frá þeim [2] í meiri smáatrium en áður, komust stjörnufræðingarnir að því að 75% allra stjarna af O-gerð eru tvístirni. Það er mun hærra hlutfall en áður var talið og í fyrsta sinn sem þessi fjöldi er ákvarðaður svo nákvæmlega. Það sem þó er mikilvægara er, að fjöldi para eru nógu þétt saman til að víxlverka (í gegnum samruna eða massaflutningi í svokölluðum vampírustjörnum). Þetta er miklu hærra hlutfall en áður var talið og hefur mikil áhrif á skilning okkar á þróun vetrarbrauta.

Stjörnur af O-gerð telja aðeins brot úr prósenti af heildarfjölda stjarna í alheiminum en þau ofsafengnu fyrirbæri sem þeim tengjast hafa mikil áhrif á umhverfið. Vindar og höggbylgjur frá þessum stjörnum geta bæði hrundið af stað og stöðvað myndun nýrra stjarna. Geislun þeirra lýsir upp bjartar geimþokur og sem sprengistjörnur auðga þær vetrarbrautir af þungum frumefnum sem eru nauðsynlegar lífi. Þar að auki eru þær tengdar gammablossum sem eru meðal orkuríkustu fyrirbæra alheims. Stjörnur af O-gerð tengjast því mörgum ferlum sem knýja áfram þróun vetrarbrauta.

„Ævi stjörnu ræðst að miklu leyti af því hvort hún eigi sér förunaut“ segir Selma de Mink (Space Telescope Science Institute í Bandaríkjunum), meðhöfundur greinarinnar. „Séu tvær stjörnur þétt saman, þ.e. á nærliggjandi brautum, gætu þær að lokum runnið saman í eina. Geti þær það ekki mun önnur stjarnan engu að síður sanka að sér efni frá yfirborði nágranna síns.“

Samruni stjarna, sem stjörnufræðingarnir áætla að séu örlög í kringum 20-30% stjarna af O-gerð, eru ofsafengnir atburðir. Meira að segja hið rólega vampírustjörnuferli, sem verður í 40-50% tilvika, hefur mikil áhrif á þróun þessara stjarna.

Þar til nú töldu stjörnufræðingar að massamikil og þétt tvístirni væri undantekning frekar en regla, nokkuð sem aðeins þurfti til að skýra furðufyrirbæri á borð við röntgentvístiri, tifstirnapör og svartholapör. Nýja rannsóknin sýnir hins vegar að til þess að túlka alheiminn á sem réttastan hátt, er ekki hægt að gera þessa einföldum: Þungavigtartvístirni eru ekki aðeins algeng, heldur er ævi þeirra í grundvallaratriðum mjög ólík ævi stakra stjarna.

Í tilviki vampírustjarna, sem dæmi, yngist smærri og massaminni stjarnan þegar hún sýgur til sín ferskt vetni frá nágranna sínum. Massinn eykst töluvert en hún mun lifa lengur en förunauturinn og endast talsvert lengur en stök stjarna með sama massa. Fórnarlamb vampírustjörnunnar er svipt vetnishjúpi sínum áður en hún hefur tök á að verða að rauðum reginrisa. Afleiðingin er sú að stjörnuhópar í fjarlægri vetrarbraut geta virst miklu yngri en þeir eru raunverulega: Við ynginguna verða bæði vampírustjarnan og fórnarlömb þeirra heitari og blárri og líkjast þar af leiðandi yngri stjörnum. Þess vegna er stjörnufræðingum nauðsynlegt að þekkja raunverulegan fjölda hámassatvístirna svo hægt sé að greina þessar fjarlægu vetrarbrautir rétt. [3]

„Ljósið sem berst sjónaukum okkar eru einu upplýsingarnar sem stjörnufræðingar hafa um fjarlægar vetrarbrautir. Án þess að gera nálganir um uppruna ljóssins getum við ekki dregið neinar ályktanir um vetrarbrautina, til dæmis um massa hennar eða aldur. Þessi rannsókn sýnir að sú ályktun sem við höfum oftast dregið gert hingað til, að flestar stjörnur séu stakar, geta leitt til rangra niðurstaða“ segir Hugues Sana að lokum.

Skilningur á því hversu mikil þessi áhrif eru og hve mikið þetta nýja sjónarhorn mun breyta mynd okkar af þróun vetrarbrauta, krefst frekari rannsókna. Flókið er að smíða líkön af tvístirnum svo það mun taka tíma áður en öll þessi atriði eru tekin með í líkönum af myndun vetrarbrauta.

Skýringar

[1] Flestar stjörnur eru flokkaðar út frá litrófstegund eða lit sem aftur er háður massa og yfirborðshtiastigi. Frá bláustu (og þar af leiðandi heitustu og massamestu) til rauðustu (og þar af leiðandi köldustu og massaminnstu), er algengasta flokkunarröðin O, B, A, F, G, K og M. Stjörnur af O-gerð hafa yfir 30.000°C yfirborðshita og sýnast skærfölbláar. Þær eru meira en 15 sinnum massameiri en sólin.

[2] Venjulega eru stjörnur í tvístirnakerfum of þétt saman til þess að þær sjáist hvor í sínu lagi sem stakir ljósdeplar. Til þess að komast að raun um tvístirnaeðli þeirra, notuðu stjörnufræðingarnir UVES litrófsritann (Ultraviolet and Visible Eschelle Spectrograph) á VLT sjónauknum. Litrófsritar dreifa ljósi stjörnu á svipaðan hátt og þrístrendingur klýur sólarljós í alla regnbogans liti. Í ljósi stjarnanna eru örfínar línur sem minna á strikamerki en eru af völdum frumefna í lofthjúpum stjarnanna sem dekkja tiltekna liti ljóssins. Þegar stjörnufræðingar rannsaka stakar stjörnur eru þessar svonefndu litrófslínur fastar en í tvístirnum hafa þær hnikast örlítið til vegna hreyfingu stjarnanna. Upplýsingar um hve mikið línurnar hnikast til og hvernig þær hreyfast með tímanum, gera stjörnufræðingum kleift að átta sig á hreyfingum stjarnanna og þar af leiðandi brautareinkennum, þar með talið hvort þær séu nógu þétt saman til að skiptast á massa eða jafnvel sameinast í eina.

[3] Þessi mikli fjöldi vampírustjarna kemur heim og saman við áður óútskýrð fyrirbæri. Um það bil þriðjungur stjarna sem springa hafa óvenju lítið vetni. Þetta hlutfall vetnissnauðra sprengistjarna fellur vel við fjölda vampírustjarna sem fundust í rannsókninni. Búast má við að vampírustjörnur valdi vetnissnauðum sprengistjörnum því þær sjúga til sín vetnisríkan ytri hjúp fórnarlamba sinna áður en þau springa.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni „Binary interaction dominates the evolution of massive stars“ eftir H. Sana et al. sem birtist í tímaritinu Science þann 27. júlí 2012.

Rannsóknarteymið samanstendur af H. Sana (Amsterdam University í Hollandi), S.E. de Mink (Space Telescope Science Institute í Baltimore í Bandaríkjunum; Johns Hopkins University í Baltimore í Bandaríkjunum), A. de Koter (Amsterdam University; Utrecht University í Hollandi), N. Langer (University of Bonn í Þýskalandi), C.J. Evans (UK Astronomy Technology Centre í Edinborg í Bretlandi), M. Gieles (University of Cambridge í Bretlandi), E. Gosset (Liege University í Belgíu), R.G. Izzard (University of Bonn), J.-B. Le Bouquin (Université Joseph Fourier í Grenoble í Frakklandi) og F.R.N. Schneider (University of Bonn).

Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Hugues Sana
Astronomical Institute “Anton Pannekoek”, Amsterdam University
Amsterdam, The Netherlands
Sími: +31 20 525 8496
Farsími: +31 6 83 200 917
Tölvupóstur: h.sana@uva.nl

Selma de Mink
Space Telescope Science Institute
Baltimore, USA
Sími: +1 410 338 4304
Farsími: +1 443 255 3793
Tölvupóstur: demink@stsci.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1230.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1230is
Tegund:• Milky Way : Star
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012Sci...337..444S

Myndir

Teikning listamanns af vampírustjörnu og fórnarlambi hennar
Teikning listamanns af vampírustjörnu og fórnarlambi hennar
Heitar og skærar O-stjörnur í stjörnumyndunarsvæðum
Heitar og skærar O-stjörnur í stjörnumyndunarsvæðum

Myndskeið

Teikning listamanns af þróun heits, hámassatvístirnis
Teikning listamanns af þróun heits, hámassatvístirnis
Teikning listamanns af þróun heits, hámassatvístirnis (merkt)
Teikning listamanns af þróun heits, hámassatvístirnis (merkt)

Sjá einnig