Pressmeddelande

Ett kosmiskt mysterium: ESO-teleskop fångar en massiv stjärnas försvinnande

30 juni 2020, Skurup

Med hjälp av Europeiska Sydobservatoriet Very Large Telescope (VLT) har astronomer upptäckt att en instabil massiv stjärna i en dvärggalax har försvunnit. Forskarna tror att detta kan bero på att den har försvagats, kanske delvis på grund av stoft, eller att den har kollapsat till ett svart hål utan att ha producerat en supernova. “Om det senare är sant kan detta vara den första detektionen av en monsterstjärna som slutar sitt liv på detta sätt”, säger forskarstudenten Andrew Allan vid Trinity College Dublin, Irland.

Mellan 2001 och 2011 studerade ett antal olika forskarlag denna massiva stjärna och kom till slutsatsen att den befann sig i ett sent evolutionärt skede. Eftersom Allan och hans forskarkollegor i Irland, Chile och USA ville veta mer om tunga stjärnor i slutet av sina liv inledde också de observationer av denna massiva stjärna, belägen i en liten galax med namnet “Kinmandvärgen”. Men när de riktade ESO:s VLT mot objektet 2019 kunde de inte längre identifiera stjärnan. “Vi fann att stjärnan hade försvunnit!” säger Allan, forskningsledare för den studie av stjärnan som publiceras i dag i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Kinmandvärgen ligger på 75 miljoner ljusårs avstånd i stjärnbilden Vattumannen, ett alltför stort avstånd för att man normalt ska kunna se de individuella stjärnorna. Men den aktuella stjärnan visade sig i tidigare studier vara en luminös blå variabel, omkring 2,5 miljoner gånger ljusstarkare än solen, och därmed möjlig att detektera. Sådana stjärnor är instabila och uppvisar tidvis dramatiska förändringar i sina spektra och ljusstyrkor. De uppvisar också alltid ett karaktäriskt “fingeravtryck” i sina spektra, förutom i de data som insamlades 2019. “Det vore anmärkningsvärt om en så massiv stjärna försvann utan att producera en ljus supernovaexplosion” säger Allan.

I augusti 2019 riktade en forskargrupp alla fyra VLT-teleskop, kopplade till instrumentet ESPRESSO, samtidigt mot stjärnan utan att kunna detektera den. Några månader senare gjordes ett nytt försök med X-shooterinstrumentet, också det på VLT, med samma resultat.

Forskarna undersökte arkivdata av objektet som samlats in med X-shooter och med instrumentet UVES, även detta på VLT, liksom med andra teleskop. “Med hjälp av ESO Science Archive Facility kunde vi identifiera observationer under 2002 och 2009” säger Andrea Mehner, astronom vid ESO i Chile som deltog i studien. “En jämförelse av högupplösta UVES-spektra som togs 2002 med våra egna observationer gjorda 2019 med ESO:s nyaste högupplösta spektrograf ESPRESSO var mycket givande”.

De äldre observationerna visade att den massiva stjärnan kan ha genomgått ett kraftigt utbrott som troligen upphörde efter 2011. Superluminösa blå stjärnor genomgår vanligen ett flertal jättelika utbrott under sina liv då massförlusten och luminositeten ökar drastiskt.

Baserat på resultaten föreslår astronomerna två möjliga förklaringar till stjärnans försvinnande. Antingen ledde det kraftiga utbrottet till att stjärnan förvandlades till en mindre luminös stjärna, som också kan vara dold av ljusabsorberande stoft. En annan möjlighet är att stjärnan har kollapsat till ett svart hål utan att först ha exploderat som en supernova. Det senare vore en mycket sällsynt händelse, eftersom supernovor sannolikt inträffar nästan alltid då en massiv stjärna dör.

Framtida studier är nödvändiga för att kunna bestämma vad som har hänt med stjärnan. Detta kommer att vara möjligt med ESO:s Extremely Large Telescope (ELT) som planeras vara i drift 2025, och som kommer att dentifiera enskilda stjärnor i avlägsna galaxer som Kinmandvärgen.

Mer information

Dessa forskningsresultat presenteras i dag i artikeln “The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B” i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Forkarlaget utgörs av Andrew Allan (School of Physics, Trinity College Dublin, Ireland [TCD]), Jose J. Groh (TCD), Andrea Mehner (Europeiska Sydobservatoriet, Chile), Nathan Smith (Steward Observatory, University of Arizona, USA [Steward Observatory]), Ioanna Boian (TCD), Eoin Farrell (TCD) och Jennifer E. Andrews (Steward Observatory).

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, 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 extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• För forskare: Berätta om din forskning!

Kontakter

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

Jose H. Groh
Trinity College Dublin
Dublin, Ireland
E-post: jose.groh@tcd.ie

Andrea Mehner
European Southern Observatory
Santiago, Chile
E-post: amehner@eso.org

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2010 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.