Pressmeddelande

Stjärnpar dömt till undergång

Första fyndet av stjärnor som kommer att gå samman i supernovasmäll

9 februari 2015

Astronomer har med hjälp av ESO:s observatorier och teleskop på Kanarieöarna identifierat två överraskande tunga stjärnor i hjärtat av den planetariska nebulosan Henize 2-428. Allt eftersom de går i bana kring varandra förväntas de två stjärnorna komma allt närmare varandra. När de slås ihop om ungefär 700 miljoner år kommer de innehålla tillräckligt med material för att utlösa en gigantisk supernovaexplosion. Forskningsresultaten publiceras i tidsskriften Nature den 9 februari 2015.

En grupp av astronomer, ledda av Miguel Santander-García (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Spanien; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid [CSIC], Madrid, Spanien), har nyligen upptäckt ett tättpackat par av vita dvärgar – små stjärnrester med hög densitet – med en total massa på 1,8 gånger solens. Det är tyngre än något annat känt stjärnpar av den här typen [1]. Det innebär att när dessa två stjärnor i framtiden slås samman så kommer det skapa en termonukleär explosion som leder till en typ Ia-supernova [2].

Forskargruppen som upptäckte det tunga paret hade egentligen tänkt lösa ett annat forskningsproblem. De ville förstå varför vissa stjärnor när de blir gamla skapar underligt formade asymmetriska nebulosor. Ett av objekten som de studerade var det ovanliga gasmolnet Henize 2-428, en så kallad planetariska nebulosa [3].

– När vi tittade på objektets centrala stjärna med ESO:s Very Large Telesope fann vi inte bara en stjärna, utan ett stjärnpar, i hjärtat på det här underligt skeva, lysande molnet, säger medförfattaren Henri Boffin vid ESO.  

Det här stöder teorin om att en dubbelstjärna i mitten kan bidra till att förklara de underliga formerna hos dessa nebulosor. Men ett ännu mer intressant resultat skulle komma.

Romano Corradi, forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (Teneriffa, IAC) och medförfattare till artikeln, berättar.

– Ytterligare observationer som gjordes med teleskop på Kanarieöarna gjorde det möjligt för oss att fastställa de två stjärnornas banor och beräkna stjärnornas massor och deras avstånd från varandra. Det var då den största överraskningen uppdagades, säger han.

Forskarna fann att båda stjärnorna har något mindre massa än solen och att de går ett fullt varv runt varandra på fyra timmar. De är tillräckligt nära varandra för att, enligt Einsteins allmänna relativitetsteori, kretsa allt närmare varandra på grund av att de sänder ut gravitationsvågor. Slutligen, inom 700 miljoner år, kommer de att gå samman och bilda en enda stjärna.

Stjärnan som då bildas kommer vara så tung att inget kan hindra den från att störta samman och därpå explodera i en supernova. David Jones är medförfattare till artikeln och var ESO Fellow när mätningarna gjordes.

– Fram tills nu var bildandet av en typ Ia supernova genom sammanslagningen av två vita dvärgar bara en teori. Stjärnparet i Henize 2-428 är på riktigt!, säger han.

 – Det är ett extremt gåtfullt system. Det kommer ha viktiga konsekvenser för studier av typ Ia-supernovor, som används i stor utsträckning för att mäta astronomiska avstånd och var en viktig komponent i upptäckten att universums expansion accelererar på grund av mörk energi, avslutar Miguel Santander-García.

Noter

[1] Chandrasekhargränsen är den största massan som en vit dvärg kan ha och ändå kunna motverka en gravitationell kollaps. Det har ett värde på ungefär 1,4 gånger solens massa.  

[2] Typ Ia supernovor inträffar när en vit dvärg fått extra massa - antingen taget från en stjärnkamrat eller av att två vita dvärg slås samman. När massan överstiger Chandrasekhargränsen förlorar stjärnan sin förmåga att kunna motverka en kollaps. Det här ökar dess temperatur och en skenande reaktion inträffar som spränger stjärnan i bitar.

[3] Planetariska nebulosor har trots namnet inget med planeter att göra. Beteckningen uppstod under 1700-talet eftersom en del av dessa objekt påminde om avlägsna planeters skivor när de observerades genom ett litet teleskop.

Mer information

Resultaten presenteras i en artikel med titeln “The double-degenerate, super-Chandrasekhar nucleus of the planetary nebula Henize 2-428” av M. Santander-García m. fl. Den publiceras online i tidsskriften Nature den 9 februari 2015.

I forskarlaget ingår M. Santander-García (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Spanien; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), Madrid, Spanien), P. Rodríguez-Gil (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Teneriffa, Spanien [IAC]; Universidad de La Laguna, Teneriffa, Spanien), R. L. M. Corradi (IAC; Universidad de La Laguna), D. Jones (IAC; Universidad de La Laguna), B. Miszalski (South African Astronomical Observatory, Sydafrika [SAAO]), H. M. J. Boffin (ESO, Santiago, Chile), M. M. Rubio-Díez (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Torrejón de Ardoz, Spanien) och M. M. Kotze (SAAO).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart  för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln i Nature

• Bilder på VLT

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Miguel Santander-García
Observatorio Astronómico Nacional
Alcalá de Henares, Spain
Tel: +34 670243627
E-post: m.santander@oan.es

Henri Boffin
ESO
Santiago, Chile
Tel: +49 89 3200 3126
E-post: hboffin@eso.org

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1505 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.