Pressemeddelelse

En stjerne, 300 gange tungere end Solen, er opdaget

21. juli 2010

Ved at anvende en kombination af instrumenter på ESO’s Very Large Telescope har astronomer opdaget de til dato tungeste stjerner, hvor den ene er blevet født med masse, der er mere end 300 gange større end Solens. Det er dobbelt så meget som den nuværende almindeligt anerkendte grænse på 150 gange Solens masse. Eksistensen af disse monstre, der er millioner af gange mere lysstærke end Solen og som taber sig på grund af kraftige vinde, kan give et svar på spørgsmålet om ”hvor tunge kan stjerner blive?”.

Et hold af astronomer ledet af Paul Crowther, professor i astrofysik ved universitetet i Sheffield, har brugt ESO’s Very Large Telescope (VLT) samt arkivdata fra NASA/ESA’s Hubble-rumteleskop til at lave detaljerede studier af to unge stjernehobe, NGC 3603 og RMC 136a. NGC 3603 er en kosmisk fabrik, hvor stjerner dannes på en voldsom måde af stjernetågens udstrakte skyer af gas og støv. Hoben befinder sig 22.000 lysår fra Solen (eso1005). RMC 136a (oftere kendt som R136) er en anden hob af unge, tunge og varme stjerner, der befinder sig inde i Tarantel-tågen i en af vores nabogalakser, den Store Magellanske Sky, der ligger 165.000 lysår væk (eso0613).

Holdet har fundet flere stjerner med overfladetemperaturer på over 40.000 grader, hvilket er mere end syv gange varmere end Solen. Stjernerne er også noget større og flere millioner gange mere lysstærke end Solen. En sammenligning med modelberegninger viser, at flere af disse stjerner må være født med masser på over 150 gange Solens. Stjernen R136a1, som findes i R136-hoben, er den tungeste stjerne, der nogensinde er fundet. Den har en aktuel masse på omkring 265 gange Solens og var hele 320 gange tungere end Solen, da den blev født.

Som en kontrol af de anvendte modelberegninger har astronomerne også direkte målt to stjerners masser, der hører til et dobbeltstjernesystem i NGC 3603 [1]. Det er anslået, at stjernerne A1, B og C i denne hob har haft masser over eller tæt ved 150 gange Solens, da de blev født.

Meget tunge stjerner har en meget kraftig udstrømning af materiale – såkaldte stjernevinde. ”I modsætning til mennesker fødes disse stjerner tunge og taber sig så, mens de bliver ældre,” siger Paul Crowther. ”Idet den er lidt over en million år gammel, er den mest ekstreme stjerne, R136a1, nu allerede ’midaldrende’ og har gennemgået en intens slankekur, hvor den har smidt en femtedel af sin oprindelige masse gennem sin levetid, svarende til mere end halvtreds gange Solens masse.”

Hvis R136a1 erstattede Solen i vores Solsystem, ville den overstråle Solen ligeså kraftigt, som Solen i øjeblikket overstråler Månen. ”Dens store masse ville reducere længden af Jordens år til tre uger og den ville bade Jorden i utrolig intens ultraviolet stråling hvilket ville gøre liv på vores planet umuligt,” siger holdmedlem Raphael Hirschi fra Keele University.

Disse supersværvægts-stjerner er ekstremt sjældne og de dannes kun i de mest tætpakkede stjernehobe. At skelne de enkelte stjerner – som det nu er blevet gjort for første gang – kræver den udsøgte opløsningsevne, som VLT’s infrarøde instrumenter har [2].

Holdet har også vurderet den størst mulige masse for stjerner i disse hobe samt det relative antal af de tungeste af dem. ”De mindste stjerner er begrænset til mere end omkring firs gange Jupiters masse. Herunder er de ’mislykkede stjerner’ eller brune dværge,” siger Olivier Schnurr fra Astrophysikalisches Institut Potsdam. ”Vores nye opdagelse støtter den tidligere opfattelse af, at der også er en øvre grænse for, hvor stor en stjerne kan blive, selvom den hæver grænsen med en faktor to til omkring 300 gange Solens masse.”

I R136 havde kun fire stjerner ved fødselen masser på mere end 150 gange Solens, men de er ansvarlige for næsten halvdelen af hele hobens vind- og strålingskraft, selvom den består af omkring 100.000 stjerner i alt. R136a1 alene afleverer så meget energi til sine omgivelser, at det svarer til mere end en faktor halvtreds i forhold til hoben i Oriontågen – det område med dannelse af tunge stjerner, der ligger tættest på Jorden.

At forstå hvordan supertunge stjerner dannes er indviklet nok på grund af deres meget korte liv og kraftfulde vinde. Opdagelsen af ekstreme tilfælde som R136a1 gør dog dette arbejde endnu mere udfordrende for teoretikerne. ”Enten er de født så store eller også er mindre stjerner smeltet sammen for at danne dem,” forklarer Crowther.

Stjerner mellem omkring 8 og 150 gange Solens masse eksploderer ved udgangen af deres korte liv som supernovaer og efterlader eksotiske rester, enten neutronstjerner eller sorte huller. Nu da eksistensen af stjerner med masser mellem 150 og 300 gange Solens masse er fastslået, åbner astronomernes resultater for den mulige eksistens af usædvanligt klare, ”par-instabilitets-supernovaer”. De sprænger sig selv helt i stykker og efterlader ikke nogen rest, men spreder op til ti gange Solens masse af jern ud i deres omgivelser. Et par kandidater til sådanne eksplosioner er allerede blevet bragt på banen i de seneste år.

Ikke alene er R136a1 den tungeste stjerne, der nogensinde er fundet, men den har også den største energiudsendelse, næsten 10 millioner gange større end Solens. ”På grund af sjældenheden af disse monstre, tror jeg det er usandsynligt, at denne nye rekord bliver slået foreløbig,” slutter Crowther.

Noter

[1] Stjernen A1 i NGC 3603 er en dobbeltstjerne med en omløbstid på 3,77 dage. De to stjerner i systemet er henholdsvis 120 og 92 gange tungere end Solen, hvilket betyder, at de blev dannet som stjerner på henholdsvis 148 og 106 gange Solens masse.

[2] Holdet brugte instrumenterne SINFONI, ISAAC og MAD, der alle sidder på ESO’s Very Large Telescope på Paranal i Chile.

Mere information

Dette arbejde er præsenteret i en artikel offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (“The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150 Msun stellar mass limit”, af P. Crowther et al.).

Holdet består af Paul A. Crowther, Richard J. Parker og Simon P. Goodwin (University of Sheffield, Storbritannien), Olivier Schnurr (University of Sheffield og Astrophysikalisches Institut Potsdam, Tyskland), Raphael Hirschi (Keele University, Storbritannien) samt Norhasliza Yusof og Hasan Abu Kassim (University of Malaya, Malaysia).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys, og VISTA, som er verdens største kortlægningsteleskop. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel

Kontakter

Paul Crowther
University of Sheffield
UK
Tel: +44 114 222 4291
Mobil: +44 7946 638 474
E-mail: Paul.Crowther@sheffield.ac.uk

Olivier Schnurr
Astrophysikalisches Institut Potsdam
Potsdam, Germany
Tel: +49 331 7499 353
E-mail: oschnurr@aip.de

Henri Boffin
ESO, La Silla, Paranal and E-ELT Press Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6222
Mobil: +49 174 515 43 24
E-mail: hboffin@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1030 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.