Pressemeddelelse

Dødskysset - to hotte stjerner på vej mod katastrofen

VLT afslører tunge dobbeltstjerner i varm og intim kontakt

21. oktober 2015

To varme og tunge stjerner er så tæt omslyngede, at de rører hinanden i det dødskys, som kan blive enden for dem begge. Systemet VFTS 352 er dømt til at smelte sammen enten til en enkelt gigantisk stjerne, eller måske til et diskret ophold som et binært sort hul. Det er afsløret af et internationalt forskerhold med ESOs Very Large Telescope i rollen som kigger.

Dobbeltstjernesystemet VFTS 352 befinder sig omkring 160 000 lysår borte i Taranteltågen [1]. Det er området, hvor der er størst aktivitet med undfangelse og fødsel af nye stjerner i vores nærmeste nabolag i Universet, og nye observationer med ESOs VLT[2] har udspioneret et ungt stjernepar, som er nogle af de mest outrerede og specielle, vi kender til.

Parret VFTS 352 består af to meget varme, meget lysstærke og meget tunge stjerner. De kredser tæt om hinanden med en omløbstid på lidt mere end end en dag. Afstanden imellem stjernecentrene er kun 12 millioner kilometer[3]. Det er så tæt, at de rører hinanden, og der udveksles varm gas via en bro imellem dem. VFTS 352 er ikke blot det tungeste stjernepar, vi endnu har opdaget i denne sjældne gruppe af overkontaktbinære stjerner - de vejer tilsammen omkring 57 gange mere end vores Sol - men det går også hedt til derude: det er de varmeste kendte, med overfladetemperaturer på over 40 000 grader.

Så ekstreme stjerner som de to, som udgør VFTS 352, spiller en nøglerolle i galaksernes udvikling. Astronomerne mener, at de er de vigtigste kilder til dannelsen af grundstoffer som for eksempel oxygen. Dobbeltstjerner af denne type mistænkes også for en ret så avanceret opførsel. De er en særlig udgave af de "vampyrstjerner", hvor en mindre stjerne suger stof til sig fra en større ledsager (eso1230).

De to stjerner i VFTS 352-systemet er dog mere jævnbyrdige i størrelse. Derfor suges der ikke stof fra den ene til den anden, men istedet blandes det måske op[4]. Omkring 30 % af stoffet i de to stjerner er fælles for dem.

Et så tæt system er meget sjældent at finde, fordi denne intense fase i stjernernes liv er meget kort - det er svært at opdage dem på fersk gerning. Opblandingen af stoffet imellem stjernerne skyldes den stærke gensidige tiltrækning via tidevandskræfter.

Forskerholdets leder, Leonardo A. Almeida fra University of São Paulo i Brazilien forklarer: "VFTS 352 er det bedste eksempel, vi endnu har fundet på en varm og tung dobbeltstjerne, som viser denne form for indre opblanding. Det er en både fascinerende og vigtig opdagelse".

Astronomerne forudser, at VFTS 352 stiler mod en skæbnesvanger fremtid på en af to måder. Den første mulighed er en fuldstændig sammensmeltning af de to stjerner. Det vil sandsynligvis føre til en hurtigtroterende og muligvis højmagnetisk kæmpestjerner. "Hvis den fortsat spinner hurtigt, kan den risikere at kulminere med en af de mest energirige eksplosioner i Universet - det vi kalder et langvarigt gammastråleudbrud," siger hovedforskeren i projektet, Hugues Sana fra University of Leuven i Belgien[5].

Den ledende teoretiske astrofysiker på holdet, Selma de Mink fra Amsterdams Universitet, forklarer den anden mulighed: "Hvis stjernerne bliver godt nok blandet op i hinanden, forbliver de kompakte, og så kan VFTS 352-systemet undgå en sammensmeltning. Det vil sende dem ad en ny og helt anderledes skæbnevej, som er helt forskellig fra, hvad vi kender til i klassisk stjerneudvikling. VFTS 352 vil sandsynligvis slutte deres liv i en supernovaeksplosion, og derefter danne et system af to sorte huller i kredsløb om hinanden. Fra sådan et objekt vil vi forvente voldsomme tyngdekraftsbølger."

Hvis vi kan vise, at denne skæbne er mulig[6], vil det være et gennembrud i studierne af stjernernes astrofysik. Uanset hvordan VFTS 352 ender sit samliv, har astronomerne dog allerede skaffet sig megen ny og værdifuld indstigt i det intime samliv i et tungt dobbeltstjernesystem i overkontakt.

Noter

[1] Stjernens navn betyder, at den blev observeret som en del af projektet VLT FLAMES Tarantula Survey, hvor instrumenterne FLAMES og GIRAFFE blev brugt på ESOs Very Large Telescope (VLT) til at studere over 900 stjerner i 30 Doradusområdet i den Store Magellanske Sky (LMC). Oversigtsprojektet har allerede ført til mange spændende og vigtigt opdagelser; her iblandt den hurtigst roterende stjerne, som endnu er fundet (eso1147). Også en meget tung fritflyvende stjerne og en enkelt meget tung stjerne (eso1117) er blandt de nye fund. Alt i alt hjælper alt dette til at svare på mange grundliggende spørgsmål om, hvordan tunge stjerner påvirkes af rotation, tilværelsen som dobbeltstjerner og bevægelserne i tætte stjernehobe.

[2] I dette arbejde blev der også anvendt lysstyrkemålinger for VFTS 352 over en periode på tolv år, som en del af OGLE surveyet.

[3] Begge stjernerne er klassificerede som type O stjerner. Sådan nogen er typisk imellem 15 og 80 gange tungere end Solen, og de kan være op imod en million gange klarere. De er så varme, at de skinner med et blåhvidt lys, og de har overfladetemperaturer over 30 000 grader celcius.

[4] Sådanne områder omkring stjernerne kaldes Roche lobes. I en overkontaktbinær stjerner som VFTS 352 flyder begge stjerner ud over grænserne for deres Roche lobes.

[5] Gamma-ray Bursts (GRBs) er udbrud af meget energirige gammastråler. De kan opdages fra satellitter udenfor Jordens atmosfære. Der findes to slags udbrud: kortvarige (kortere end nogle få sekunder) og langvarige, som varer længere! Langvarige udbrud er de almindeligste, og forskerne formoder, at de opstår når meget tunge stjerner dør. De optræder måske i forbindelse med en bestemt type meget energirige supernovaeksplosioner.

[6] Tyngdekraftsbølger er forudsagt i Einsteins generelle relativitetsteori. Det er krusninger i selve rumtiden. Når der forekommer kraftige ændringer i stærke tyngdefelter over kort tid opstår der kraftige bølger, og det kan for eksempel ske, når to sorte huller smelter sammen.

Mere information

Forskningsresultaterne offentliggøres i en artikel med titlen “Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing”, af L. Almeida et al., i  tidsskriftet Astrophysical Journal.

Forskerholdet består af L.A. Almeida (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, USA; Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo, Brazilien), H. Sana (STScI, Baltimore, Maryland, USA; KU Leuven, Belgien), S.E. de Mink (University of Amsterdam, Nederlandene), F. Tramper (University of Amsterdam, Nederlandene I. Soszynski (Warsaw University Observatory, Polen), N. Langer (Universität Bonn, Tyskland), R.H. Barba (Universidad de La Serena, Chile), M. Cantiello (University of California, Santa Barbara, USA), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brazilien), A. de Koter (University of Amsterdam, Nederlandene; Universiteit Leuven, Belgien), M. Garcia (Centro de Astrobiologa (INTA-CSIC), Spanien), G. Gräfener (Armagh Observatory, UK), A. Herrero (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien; Universidad de La Laguna, Spanien), I. Howarth (University College London, UK), J. Maíz Apellániz (Centro de Astrobiologa (INTA-CSIC), Spanien), C. Norman (Johns Hopkins University, USA), O.H. Ramírez-Agudelo (University of Amsterdam, Nederlandene) and J.S. Vink (Armagh Observatory, UK).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen i the Astrophysical Journal
• Frit tilgængelig version af artiklen
• Fotos af VLT

Kontakter

Leonardo Almeida
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG/USP)
São Paulo, Brazil
Tel: +55 011 3091 2818
E-mail: leonardodealmeida.andrade@gmail.com

Hugues Sana
University of Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +32 (0) 16 32 19 36
E-mail: hugues.sana@kuleuven.be

Selma de Mink
University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Tel: +31 (0) 6 11 12 15 13
E-mail: S.E.deMink@uva.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@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 eso1540 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.