Pressemeddelelse

En tung stjerne er forsvundet, og ESOs VLT teleskop er på sporet af den - hidtil uden held

30. juni 2020

Der er forsvundet en stjerne i en dværggalakse! Det var en ustabil og tung stjerne, og forskerne har mistanke om, at den er blevet usynlig fordi den har mistet lysstyrke eller er blevet skult af kosmisk støv. Men en alternativ mulighed er, at den er kollapset til et sort hul uden først at producere en supernova. "Hvis det er tilfældet," siger forskningsleder og PhD studerende Andrew Allan fra Trinity College i Dublin, Irland, "vil det være den første gang, man direkte har detekteret sådan et monster, og en sådan måde at slutte sit stjerneliv på." Observationerne er foretaget med ESOs Very Large Telescope (VLT) i Chile.

Imellem 2001 og 2011 har forskellige hold astronomer studeret den forunderlige tunge stjerne, som hører til i Kinman Dværggalaksen, og observationerne har vist, at den var på et sent trin i sin udvikling. Allan og hans samarbejdspartnere i Irland, Chile og USA havde et ønske om at finde ud af mere om slutfaserne for meget tunge stjerner, og objektet her i Kinman Dværggalaksen var det perfekte emne. Men da de rettede ESOs VLT mod den fjerne galakse i 2019 kunne de ikke længere finde tegn på stjernens tilstedeværelse. "Istedet fandt vi til vores overraskelse, at stjernen var forsvundet!" siger Allan, som er hovedforfatter til en artikel, som offentliggøres idag i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Kinman Dværggalaksen befinder sig i retning af stjernebilledet Vandbæreren, men i en afstand af omkring 75 millioner lysår. Det er for langt væk til, at astronomerne kan skelne de enkelte stjerner, men man kan se spor af nogle af dem. I perioden fra 2001 til 2011 viste målinger af lyset fra galaksen helt fint, at der i den befandt sig en stjerne af typen ‘luminous blue variable’ (lysstærk blå variabel), som var omkring 2,5 millioner gange klarere end Solen. Denne type stjerner er ustabile, og ind imellem viser de dramatiske ændringer i deres spektrer og lysstyrker. Selv med disse voldsomme ændringer, vil de alligevel udsende tegn, som forskerne kan genkende, men alt manglede i de data, som forskerholdet opfangede i 2019. Det fik dem til at overveje, hvad der mon var sket med stjernen. "Det ville være yderst usædvanligt for en sådan tung stjerne bare at forsvinde uden først at forårsage en voldsom supernovaeksplosion," siger Allan.

Forskergruppen rettede for første gang instrumentet ESPRESSO mod stjernen i august 2019, med sammenkobling af VLT fire 8-meterteleskoper. Men de kunne ikke finde de spor, som tidligere har vist, at der er en sådan klar stjerne. Nogle få måneder senere prøvede gruppen så med et andet af VLTs effektive nye instrumenter  X-shooter, men igen uden af finde spor af stjernen.

"Muligvis har vi her set en af de tungeste stjerner i den lokale del af Universet bare lige så stille forsvinde i natten," siger medlem af forskergruppen Jose Groh, som også arbejder ved Trinity College i Dublin. "Vi kunne ikke have opdaget dette her uden af have de store 8-meter ESO-teleskoper til rådighed, med deres særlige instrumenter, og med det heldige tilfælde, at Irland netop for nyligt har vedtaget at blive medlem af ESO. Det gav os meget bedre muligheder." Irland blev ESO-medlem i September 2018.

Som kontrol gik forskerne dernæst tilbage til ældre data, indhentet med X-shooter og instrumentet UVES, som også er monteret på ESOs VLT i Chiles Atacamaørken, og også resultater fra andre teleskoper. "ESOs videnskabelige arkiv gjorde det muligt for os at finde og bruge data for det samme objekt fra 2002 og 2009," siger Andrea Mehner, som er stabsastronom ved ESO i Chile, og som har deltaget i arbejdet. "Sammenligningen af UVES-spektrer med høj opløsning fra 2002 med de observationer, som vi foretog i 2019 med ESOs nyeste højopløsningsspektrograf ESPRESSO gav rigtig meget, både fra et astronomisk og et instrumentelt synspunkt."

De gamle data antydede, at stjernen i Kinman Dværggalaksen kan have gennemgået en periode med kraftige udbrud, som sluttede en gang efter 2011. Det er noget, som sker for klare blå variable som denne her, og det er voldsomme udbrud, som forekommer flere gange i deres liv. Det bevirker, at de i korte tidsrum mister store mængder masse, og deres lysstyrke vokser dramatisk, inden den daler igen.

Baseret på dels observationerne og dels beregningsmodeller, har astronomerne foreslået to forklaringer på stjernens forsvindingsnummer og det, at der ikke er set en supernova i forbindelse med dette mulige udbrud. Udbrudet kan have forårsaget, at den klare blå variabel er blevet til en stjernetype med mindre lysstyrke, og den kan så være blevet skjult i en støvsky. Alternativt er stjernen kollapset til et sort hul uden den supernovaeksplosion, som normalt ses i den forbindelse. Det sker, men kun sjældent: så vidt vi indtil nu forstår slutprocessen for tunge stjerner, så vil langt de fleste af dem dø efter at have produceret et supernovaudbrud.

At afgøre, hvad der faktisk er hændt, kræver flere observationer. Om ikke før, så vil det være muligt at skelne enkeltstjerner i fjerne galakser som Kinman Dværggalaksen fra omkring 2025, hvor ESOs Extremely Large Telescope (ELT) bliver taget i brug, og dermed vil vi kunne løse flere af denne slags kosmiske udfordringer.

Mere information

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B” offentliggjort idag i  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Forskerholdet består af Andrew Allan (School of Physics, Trinity College Dublin, Irland [TCD]), Jose J. Groh (TCD), Andrea Mehner (European Southern Observatory, Chile), Nathan Smith (Steward Observatory, University of Arizona, USA [Steward Observatory]), Ioanna Boian (TCD), Eoin Farrell (TCD), Jennifer E. Andrews (Steward Observatory).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. 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 ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT
• Til forskerne: har du en god historie, så fortæl os det!

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Stellar Astrophysics Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 8654 2121 hjemmearbejdende
Mobil: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Andrew Allan
Trinity College Dublin
Dublin, Ireland
Tel: +353 872921396
Email: allana@tcd.ie

Jose H. Groh
Trinity College Dublin
Dublin, Ireland
Email: jose.groh@tcd.ie

Andrea Mehner
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Email: amehner@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2010 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.