Lehdistötiedote

Suurimman erotuskyvyn kuva Eta Carinaesta

VLT-interferometri taltioi kuuluisan, massiivisen tähtijärjestelmän raivoisat tuulet

19. lokakuuta 2016

Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on käyttänyt VLT-interferometria (VLTI) kuvatakseen Eta Carinaen tähtijärjestelmää parhaimmalla milloinkaan saavutetulla tarkkuudella. He löysivät uusia ja odottamattomia rakenteita kaksoisjärjestelmästä, mukaanlukien kahden tähden välisen alueen, jossa äärimmäisen suuren nopeuden tähtituulet törmäävät. Nämä uudet havainnot tästä arvoituksellisesta tähtijärjestelmästä saattavat johtaa hyvin massiivisten tähtien kehityksen parempaan ymmärtämiseen.

Bonnilaisen Radiotähtitieteen Max Planck -instituutin (MPIfR) Gerd Weigeltin johtama tähtitieteilijäryhmä on käyttänyt VLT-teleskoopin interferometria (VLTI) ESO:n Paranalin observatoriolla taltioidakseen ainutkertaisen kuvan Kölin sumun sisältämästä Eta Carinae -tähtijärjestelmästä.

Tämä jättiläismäinen kaksoisjärjestelmä käsittaa kaksi massiivista, toisiaan kiertävää tähteä ja on hyvin aktiivinen tuottaen tähtituulia, jotka kulkevat jopa kymmenen miljoonan kilometrin tunnissa nopeudella [1]. Kahden tähden välinen vyöhyke, jossa kummankin tähden tuulet törmäävät, on hyvin myrskyisä, mutta tähän mennessä sitä ei ole voitu tutkia.

Eta Carinae -kaksoistähden voima saa aikaan dramaattisen ilmiön. Tähtitieteilijät havaitsivat järjestelmässä "Suuren purkauksen" 1830-luvulla. Tiedämme nyt, että sen aiheutti kaksoistähden suuremman tähden valtava kaasu- ja tomupurkaus hyvin lyhyen ajan sisällä, mikä johti nyt järjestelmässä näkemäämme Homunculus-sumuksi kutsumaamme kahteen tunnusmerkilliseen pallomaiseen piirteeseen. Kahden tähtituulen yhdistetty vaikutus niiden iskeytyessä toisiinsa äärimmäisillä nopeuksilla saa aikaan miljoonien asteiden lämpötilan ja röntgensäteilyn vuolaan virran.

Keskusalue, jossa tuulet kohtaavat, on suhteellisesti ottaen niin pikkuruinen — tuhannesosa Homunculus-sumusta — että tähän mennessä avaruudesta tai maan pinnalta havaintoja tekevät teleskoopit eivät ole kyenneet kuvantamaan niitä yksityiskohtaisesti. Tutkimusryhmä on nyt käyttänyt VLTI:n AMBER-havaintolaitteen tehokasta erotuskykyä kurkistaakseen tähän rajuun ympäristöön ensimmäistä kertaa. VLT-teleskoopin kolmen Aputeleskoopin neljästä nerokas yhdistäminen — interferometri — johti erotuskyvyn kymmenkertaiseen parantumiseen verrattuna yksittäiseen VLT:n yksikköteleskooppiin. Tämä tuotti kaikkien aikojen tarkimman kuvan järjestelmästä ja antoi samalla odottamattomia tuloksia sen sisäisistä rakenteista.

Uusi VLTI-kuva esittää selvästi rakenteen, joka on kahden Eta Carinae -tähden välissä. Odottamaton viuhkan muotoinen rakenne havaittiin siellä, missä pienemmän, kuumemman tähden raivoisa tuuli iskeytyy parin suuremman tähden tiheämpään tuuleen.

"Unelmistamme tuli totta, koska me voimme nyt saada äärimmäisen tarkkoja kuvia infrapuna-aallonpituuksilla. VLTI tarjoaa meille ainutkertaisen mahdollisuuden parantaa käsitystämme Eta Carinaen fysiikasta ja monista muista avainkohteista", sanoo Gerd Weigelt.

Kuvien lisäksi törmäysalueen spektrihavainnot mahdollistivat voimakkaiden tähtituulten nopeuksien mittaamisen [2]. Näitä nopeuksia käyttäen tähtitieteilijäryhmä kykeni tuottamaan tarkempia tietokonemalleja tämän kiehtovat tähtijärjestelmän sisäisestä rakenteesta, mikä auttaa lisäämään ymmärtämystämme siitä kuinka tällaiset, äärimmäisen suurimassaiset tähdet menettävät massaansa kehittyessään.

Ryhmän jäsen Dieter Schertl (MPIfR) katsoo eteenpäin: "VLTI:n uusien havaintolaitteiden, GRAVITY:n ja MATISSE:n, avulla me voimme saada interferometriakuvia vieläkin suuremmalla tarkkuudella ja laajemman aallonpituusalueen yli. Tämä laaja aallonpituusalue tarvitaan monien tähtitieteellisten kohteiden fysikaalisten ominaisuuksien selvittämiseen."

Lisähuomiot

[1] Nämä kaksi tähteä ovat niin massiivisia ja kirkkaita, että niiden tuottama säteily repii niiden pintaa irti ja sylkee sitä avaruuteen. Tätä tähden materian irtaantumista kutsutaan tähtituuleksi ja se voi kulkea miljoonien kilometrien tuntinopeudella.

[2] Mittauksia tehtiin käyttäen Doppler-ilmiötä. Tähtitieteilijät käyttävät Doppler-ilmiöt (tai -siirtymää) laskeakseen tarkasti kuinka nopeasti tähdet ja muut tähtitieteelliset kohteet liikkuvat Maata kohti tai siitä poispäin. Kohteen liike meitä kohti tai pois aiheuttaa pienen siirtymän sen spektriviivoihin. Liikkeen nopeus voidaan laskea tästä siirtymästä.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa, joka ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy and Astrophysics.

Tutkimusryhmään kuuluvat G. Weigelt (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Saksa), K.-H. Hofmann (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Saksa), D. Schertl (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Saksa), N. Clementel (South African Astronomical Observatory, Etelä-Afrikka) , M.F. Corcoran (Goddard Space Flight Center, USA; Universities Space Research Association, USA), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brasilia), W.-J. de Wit (European Southern Observatory, Chile), R. Grellmann (Universität zu Köln, Saksa), J. Groh (The University of Dublin, Irlanti), S. Guieu (European Southern Observatory, Chile), T. Gull (Goddard Space Flight Center, USA), M. Heininger (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Saksa) , D.J. Hillier (University of Pittsburgh, USA), C.A. Hummel (European Southern Observatory, Saksa), S. Kraus (University of Exeter, Iso-Britannia), T. Madura (Goddard Space Flight Center, USA), A. Mehner (European Southern Observatory, Chile), A. Mérand ( European Southern Observatory, Chile), F. Millour (Université de Nice Sophia Antipolis, Ranska), A.F.J. Moffat (Université de Montréal, Kanada), K. Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Chile), F. Patru (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), R.G. Petrov (Université de Nice Sophia Antipolis, Ranska), S. Rengaswamy (Indian Institute of Astrophysics, Intia) , N.D. Richardson (The University of Toledo, USA), T. Rivinius (European Southern Observatory, Chile), M. Schöller (European Southern Observatory, Saksa), M. Teodoro (Goddard Space Flight Center, USA) ja M. Wittkowski (European Southern Observatory, Saksa)

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista
• 3D-malli Homunculus-sumusta
• Tietokonesimulaatioita Eta Carinaesta

Yhteystiedot

Gerd Weigelt
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Puh.: +49 228 525 243
Sähköposti: weigelt@mpifr-bonn.mpg.de

Dieter Schertl
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Puh.: +49 228 525 301
Sähköposti: ds@mpifr-bonn.mpg.de

Norbert Junkes
Public Information Officer, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Puh.: +49 228 525 399
Sähköposti: njunkes@mpifr-bonn.mpg.de

Mathias Jäger
Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 176 62397500
Sähköposti: mjaeger@partner.eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media