eso1244no — Pressemelding

Forklaring på kosmiske sprinkleranlegg

Pussig gammelt stjernepar former spektakulær planetarisk tåke

8 November 2012

Ved hjelp av Very Large Telescope har et astronomteam oppdaget to stjerner som kretser rundt hverandre i hjertet av en av de mest bemerkelsesverdige planetariske tåker man kjenner til. Det nye funnet bekrefter en mye debattert teori for hva som er årsaken til det spektakulære og symmetriske utseendet til stjernematerialet som kastes ut i rommet og danner disse tåkene. Forskningsresultatene publiseres i tidsskriftet Science 9. november 2012.

Planetariske tåker [1] er lysende gasskall rundt hvite dverger – sollignende stjerner i sluttfasen av sine liv. Fleming 1 er et vakkert eksempel på en slik tåke, med symmetriske jetstråler, eller jeter [2], og ruglete, buete mønstre i gasskyen omkring. Den befinner seg i stjernebildet Kentauren på den sørlige himmelhalvkule og ble oppdaget for litt over et århundre siden av Williamina Fleming [3], en tidligere hushjelp som ble ansatt ved Harvard College Observatory da det viste seg at hun hadde anlegg for astronomi.

Astronomer har lenge diskutert, uten å enes, hvordan disse symmetriske jetene oppstår. Nå har et forskerteam ledet av Henri Boffin (ESO, Chile) foretatt nye observasjoner av Fleming 1 med Very Large Telescope (VLT). Kombinert med eksisterende datamodeller er man nå for første gang i stand til å forklare i detalj hvordan disse underlige formene blir til.

Forskerteamet tok i bruk ESOs VLT for å undersøke lyset fra stjernen i midten av tåken. De fant ut at det i Fleming 1s hjerte skjuler seg ikke bare én, men sannsynligvis to hvite dverger, som kretser rundt hverandre med en omløpstid på 1,2 dager. Selv om man tidligere har funnet dobbeltstjerner i midten av planetariske tåker, er systemer med to hvite dverger i bane rundt hverandre svært sjeldne [4].

"Opprinnelsen til det vakre og intrikate utseendet til Fleming 1 og lignende objekter har vært omdiskutert i flere tiår," sier Henri Boffin. "Dobbeltstjerner har vært foreslått før, men man har alltid trodd at de to stjernene i dette tilfellet ville være mye lengre fra hverandre og ha en omløpstid på flere titalls år eller enda mer. Takket være våre modeller og observasjoner kan vi studere dette uvanlige systemet i detalj og se rett inn i tåkens hjerte. Det viser seg at stjerneparet er flere tusen ganger tettere enn antatt."

Når en stjerne med masse opptil åtte ganger Solas nærmer seg slutten av sitt liv, kaster den vekk sine ytre gasslag og begynner å miste masse. Energien fra stjernens varme, indre kjerne får den ekspanderende gasskokongen til å gløde, og det er dette astronomene kaller en planetarisk tåke.

Stjerner er kulerunde, mens mange planetariske tåker har påfallende komplekse mønstre, med både klumper, trådlignende strukturer og intense jeter av svært hurtige partikler. Noen av de mest iøynefallende tåkene, deriblant Fleming 1, oppviser punktsymmetriske strukturer [5]. For denne planetariske tåkens del betyr dette at materialet ser ut til å skyte ut fra sentralområdets poler og danne S-formede strømmer. Den nye studien viser at mønstrene i Fleming 1 skyldes vekselvirkningen mellom to nære stjerner – et stjernepars overraskende svanesang.

"Aldri før har man ved hjelp av datasimuleringer så utførlig kunnet forutsi hvordan dobbeltstjernen i midten former den omliggende gasståken – og det på spektakulært vis," forklarer medforfatter Brent Miszalski fra SAAO og SALT (Sør-Afrika).

Stjerneparet i midten er avgjørende for å forstå denne tåkens observerte struktur. Etter hvert som stjernene ble eldre, utvidet de seg, og i deler av denne perioden oppførte den ene seg som en vampyrstjerne, som sugde til seg materiale fra sin nære kompanjong. Materialet ble trukket mot vampyrstjernen og dannet en såkalt akkresjonsskive [6]. Mens de to stjernene kretser rundt hverandre, vekselvirket de begge med denne skiven og fikk den til å oppføre seg som en snurrebass som "slingrer" eller står litt på skrå – en type bevegelse man i fysikken kaller presesjon. Bevegelsen påvirker enhver type materiale som er kastet vekk fra systemets poler, slik som f.eks. de tidligere nevnte jetene. Den nye studien bekrefter nå at slingrende akkresjonsskiver i dobbeltstjernesystemer står bak de symmetriske mønstrene i planetariske tåker som Fleming 1.

De dype bildene fra VLT har dessuten avdekket en klumpete ring av materiale i den indre tåken. En slik ring er observert i flere andre typer dobbeltstjernesystemer og synes å være et klart tegn på tilstedeværelsen av et stjernepar.

"Resultatene våre er med å bekrefte rollen vekselvirkende stjernepar har når det kommer til å forme og kanskje endog skape planetariske tåker," avslutter Boffin.

Fotnoter

[1] Planetariske tåker har ikke noe med planeter å gjøre. Navnet oppstod på 1700-tallet fordi flere av dem kunne se ut som små, lyssterke skiver og dermed minne om planeter når de ble observert gjennom små teleskoper.

[2] Jeter er svært hurtige gasstrømmer som skyter ut av kjerneområdet i planetariske tåker. De er ofte kollimert – dvs. at materialet kommer ut i parallelle strømmer – noe som gjør at de spres eller utvider seg veldig lite når de brer seg ut i rommet.

[3] Fleming 1 er oppkalt etter den skotske astronomen Williamina Fleming, som oppdaget tåken i 1910. Opprinnelig arbeidet Fleming på 1880-tallet som hushjelp for direktøren til Harvard College Observatory, men ble senere hyret for å behandle astronomiske data ved observatoriet. Hun var del av Harvard Computers, en gruppe dyktige kvinnelige arbeidere som utførte matematiske beregninger og diverse kontorarbeid. Hun oppdaget og ble kreditert for en rekke astronomiske objekter, inkludert 59 gasståker, over 310 variable stjerner og 10 novaer. Stjernetåken Fleming 1 er også kjent som PN G290.5+07.9, ESO 170-6 og Hen 2-66.

[4] Teamet studerte stjernene med FORS-instrumentet på Very Large Telescope (VLT) ved ESOs Paranal-observatorium i Chile. I tillegg til å ta bilder av objektet, splittet de opp lyset i de ulike fargene det består av. Det gav forskerne informasjon om bevegelsene, temperaturen og den kjemiske sammensetningen til objektet midt i tåken.

Det viste seg at hovedstjernen og sekundærstjernen hadde en masse på henholdsvis ca. 0,5–0,86 og 0,7–1,0 ganger Solas masse. Ved å analysere lyset fra de to stjernene og se på den samlede lysstyrken, kunne astronomene utelukke at en "normal" stjerne (som Sola) var del av dobbeltstjernesystemet. Når systemet roterer, endres lysstyrken svært lite. En vanlig stjerne ville blitt varmet opp av den hete hvite dvergen like ved, og fordi den samme halvdelen av stjernen alltid ville pekt mot kompanjongen (slik Månen alltid viser samme side mot Jorda), ville den hatt en "varm og lyssterk" side og en "kald og mørk" side, noe man enkelt ville sett som en regelmessig lysstyrkevariasjon. Sentralobjektet er derfor etter all sannsynlighet et par hvite dverger – et sjeldent og eksotisk funn.

[5] I dette tilfellet har hver del av tåken et identisk motstykke i motsatt retning og i samme avstand fra dobbeltstjernen i midten. Symmetrien er den samme som vi ser på bildekortene i en vanlig kortstokk.

[6] En slik skive dannes når materialet som strømmer vekk fra en stjerne, overskrider en viss avstand fra stjernen, på engelsk kjent som Roche-loben. Innenfor dette området, altså Roche-loben, er materialet gravitasjonelt bundet til sin vertsstjerne og kan ikke unnslippe. Når området fylles opp og grensen overskrides, forsvinner materialet vekk fra stjernen. I et dobbeltstjernesystem vil det trekkes mot nabostjernen og danne en akkresjonsskive rundt denne.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Science 9. november 2012: "An Interacting Binary System Powers Precessing Outflows of an Evolved Star" av H. M. J. Boffin et al.

Forskerteamet består av H. M. J. Boffin (European Southern Observatory, Chile), B. Miszalski (South African Astronomical Observatory; Southern African Large Telescope Foundation, Sør-Afrika), T. Rauch (Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Tübingen, Tyskland), D. Jones (European Southern Observatory, Chile), R. L. M. Corradi (Instituto de Astrofísica de Canarias; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Spania), R. Napiwotzki (University of Hertfordshire, Storbritannia), A. C. Day-Jones (Universidad de Chile, Chile), og J. Köppen (Observatoire de Strasbourg, Frankrike).

I 2012 feirer European Southern Observatory (ESO) 50-årsjubileum. ESO er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norway
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Henri Boffin
ESO
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 463 3126
E-post: hboffin@eso.org

David Jones
ESO
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 463 3086
E-post: djones@eso.org

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

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1244 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1244no
Navn:Fleming 1, PN G290.5+07.9
Type:• Milky Way : Nebula : Type : Planetary
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012Sci...338..773B

Bilder

Den planetariske tåken Fleming 1 avbildet med ESOs Very Large Telescope
Den planetariske tåken Fleming 1 avbildet med ESOs Very Large Telescope
Den planetariske tåken Fleming 1 i stjernebildet Kentauren
Den planetariske tåken Fleming 1 i stjernebildet Kentauren
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den planetariske tåken Fleming 1
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den planetariske tåken Fleming 1
Artist’s view of how a planetary nebula’s wobbling jets are sculpted
Artist’s view of how a planetary nebula’s wobbling jets are sculpted
kun på engelsk

Videoer

Zoom inn på den planetariske tåken Fleming 1
Zoom inn på den planetariske tåken Fleming 1
En nærmere titt på VLTs bilde av den planetariske tåken Fleming 1
En nærmere titt på VLTs bilde av den planetariske tåken Fleming 1
Kunstnerisk framstilling av hvordan en planetarisk tåkes jetstrømmer dannes
Kunstnerisk framstilling av hvordan en planetarisk tåkes jetstrømmer dannes

Se også