Pressemeddelelse

Hemmeligheden bag ældre stjerners vægttab afsløret

Overvægtig stjerne er i gang med slankekuren

25. november 2015

VY Canis Majoris er en hyperkæmpe med en helt uventet stor støvsky omkring sig. Før stjernen dør i en enorm supernovaeksplosion skal den af med en stor del af sin masse, og den proces forstår vi nu, takket være et hold astronomer, som har brugt ESOs Very Large Telescope VLT til at tage de mest detaljerede billeder nogensinde af den proces. Canis Majoris er stjernebilledet Store Hund.

VY Canis Majoris er en kæmpe blandt stjernerne; en rød hyperkæmpe, altså en af de største kendte stjernetyper i Mælkevejen. Den vejer 30-40 gange mere end Solen, og den lyser 300 000 gange klarere. Stjernen er i gang med at udvide sig i de sidste faser af dens tilværelse, og den ville fylde til ud på den anden side planeten Jupiters bane, hvis den blev anbragt hvor Solen befinder sig.

Det er VLT-instrumentet SPHERE, som er brugt til observationerne. Instrumentet har en adaptiv optik indbygget, som er er bedre end hvad der hidtil har været kendt. Med den kan man studere detaljer selv meget tæt ved klare lyskilder[1]. SPHERE viser os klart hvordan VY  Canis Majoris får skyer af stof omkring den til at lyse op.

Stoffet omkring stjernen får dens lys til at blive spredt og polariseret, og det afslører en masse om stoffets egenskaber. For at få det udbytte af SPHERE anvendes instrumentet i den såkaldte ZIMPOL indstilling.

Støvkornene er relativt store; omkring 0,5 mikrometer. Det lyder ikke af så meget, men det er 50 gange større end de normale støvkorn, som findes i det interstellare rum. Det er en af de ting, som analyserne af lysets polarisering viser.

De tunge stjerner kaster store mængder af stof ud i rummet imens de udvider sig. Hvert år strømmer der stof, som vejer 30 gange mere end Jorden ud fra VY Canis Majoris, i form af støv og gasarter. Stofskyen bliver presset udad inden stjernen eksploderer. På tidspunktet for eksplosionen ødelægges noget af støvet, og resten bliver skubbet ud i det interstellare rum. Senere indgår det stof så, sammen med tunge grundstoffer, som dannes i stjernen under supernovaeksplosionen, i dannelsen af den næste generation af stjerner, og dermed også i dannelsen af nye planeter.

Den proces, som presser stoffet ud fra kæmpestjernernes ydre atmosfærer før eksplosionen har hidtil været ukendt. Det har altid syntes som om den mest sandsynlige proces har været strålingstryk, altså det tryk, som stjernelyset udøver. Strålingstrykket er ganske svagt, så kun hvis støvkornene omkring stjernerne er store, vil de have overflader, som er store nok til at effekten vil være tilstrækkelig[2].

"Tunge stjerner lever kun kort", siger hovedforfatteren til atriklen, Peter Scicluna fra Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan. "Når de nærmer sig deres sidste dage, mister de store mængder af stof. Tidligere har vi kun haft teorier om, hvordan det kunne gå for sig. Med de nye SPHERE data kan vi se, at der faktisk findes store støvkorn omkring denne hyperkæmpe. De korn, vi har fundet er store nok til at stjernens strålingstryk kan presse dem udad, og dermed har vi forklaringen på stjernens hurtige massetab".

De store støvkorn, som er fundet, befinder sig så tæt på stjernen, at støvskyen effektivt kan sprede stjernens synlige lys, og dermed bliver kornene altså presset udad. At kornene er så store, betyder også, at meget af støvet vil overleve den voldsomme stråling, som kommer, når VY Canis Majoris til sin tid bliver en supernova[3]. Derved vil støvet efterhånden nå ud i området imellem stjernerne, hvor de nye generationer af stjerner dannes, og hvor der dermed også bliver større muligheder for planetdannelse.

Noter

[1] SPHERE/ZIMPOL bruger avanceret adaptiv optik til at skabe diffraktionsbegrænsede billeder. Metoden er meget bedre end  tidligere former for adaptiv optik, og med den kan man nå til grænsen for, hvad teleskopern kunne yde, hvis der ikke var nogen atmosfære at se ud igennem. Desuden kan man med teknikken skelne svage objekter selv meget tæt ved klare stjerner.

Billederne i det nye arbejde er taget i synligt lys; dvs. kortere bølgelængder end i det nærinfrarøde område, hvor man tidligere har arbejdet med adaptiv optik. De to faktorer tilsammen giver betydeligt skarpere billeder, end man tidligere har kunnet få med VLT. Det er også lykkedes at opnå en højere rumlig opløsning, altså skarpere billeder med VLTI, men interferometeret danner ikke almindelige billeder, som umiddelbart er til at se på.

[2] Støvpartiklerne skal være store nok til at stjernelyset kan skubbe til dem, men ikke så store, at de synker indad imod stjernen igen. Hvis de er for små, vil stjernelyset blot slippe igennem støvskyen, og hvis de er for store, bliver de for store til at skubbe til. Det støv, som forskerholdet fandt omkring VY Canis Majoris har præcis den rette størrelse til så effektivt som mulig at blive presset udad af stjernelyset.

[3] Supernovaeksplosionen sker snart efter astronomisk målestok, men der er ingen grund til uro. Det vil sandsynligvis ikke ske i de næste hundrede tusinder år. Det vil være flot at se her fra Jorden - med en lysstyrke som måske er sammenlignelig med Månens, men der vil ikke være fare for livet her.

Mere information

Forskningsresultaterne præsenteres i en artikel med titlen “Large dust grains in the wind of VY Canis Majoris”, af P. Scicluna et al., i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Forskerholdet består af P. Scicluna (Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan), R. Siebenmorgen (ESO, Garching, Tyskland), J. Blommaert (Vrije Universiteit, Brussels, Belgien), M. Kasper (ESO, Garching, Tyskland), N.V. Voshchinnikov (St. Petersburg University, St. Petersburg, Rusland), R. Wesson (ESO, Santiago, Chile) and S. Wolf (Kiel University, Kiel, Tyskland).

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
• Link til ESOcast om polarimetri
• Fotos af VLT

Kontakter

Peter Scicluna
Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics
Taiwan
Tel: +886 (02) 2366 5420
E-mail: peterscicluna@asiaa.sinica.edu.tw

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 eso1546 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.