Az ESO Németország felfedi a fogyás titkát egy öregedő csillag esetében

Óriáscsillag fogott el, miközben lefogyott

Az ESO nagyon nagy teleszkóppal (VLT) a csillagászok elkészítették a VY Canis Majoris hipergigáns csillag legrészletesebb képét. A megfigyelések azt mutatják, hogy a csillagot körülvevő váratlanul nagy porszemcsék lehetővé teszik-e, hogy óriási mennyiségű tömeget veszítsen, amikor elkezdi meghalni. Ez a folyamat, amelyet most végre megértünk, szükséges ahhoz, hogy az ilyen hatalmas csillagok felkészítsék őket robbanásveszélyes szupernóvák végzetére.

A VY Canis Majoris egy csillaggóliát, egy vörös hipergigán, a Tejút egyik legnagyobb ismert csillaga. 30–40-szerese a nap tömegének, és 300 000-szer nagyobb fényereje. Jelenlegi állapotában a csillag kiterjeszti a Jupiter pályáját, mivel életének utolsó szakaszában hatalmasat tágult.

Ennek a csillagnak az új megfigyeléseit a VLT SPHERE műszerével végezték. A készülék adaptív optikai rendszere sokkal jobban korrigálja a képeket, mint a korábbi adaptív optikai rendszerek. Ez lehetővé teszi az erős fényforráshoz nagyon közel álló szerkezetek részletes megfigyelését [1]. SPHERE világosan megmutatta, hogy a VY Canis Majoris ragyogó fénye hogyan világítja meg a körülötte lévő anyagfelhőket.

A SPHERE ZIMPOL módjával a csillagászok nemcsak bepillanthattak mélyebben a csillag körüli gáz- és porfelhő középpontjába, hanem megfigyelhették, hogy a csillagfény szétszóródott és polarizálódott-e a környező anyag által. Ezek a mérések kritikus jelentőségűek voltak a porszemcsék tulajdonságainak nehéz meghatározása szempontjából.

A polarizációs mérési eredmények alapos értékelése azt mutatta, hogy ezek a 0,5 mikrométer átmérőjű porszemek viszonylag nagy részecskéknek felelnek meg, amelyek aprónak tűnhetnek, de az ekkora szemcsék körülbelül 50-szer nagyobbak, mint az egyébként a csillagközi térben található porszemcsék.

Tágulásuk során a hatalmas csillagok nagy mennyiségű anyagot veszítenek - a VY Canis Majoris minden évben por és gáz formájában a Föld tömegének 30-szorosát bocsátja ki a felszínéről. Ez az anyagfelhő kiszorul, mielőtt a csillag végleg felrobban, és a por egy része elpusztul, míg a többit a csillagközi térbe dobják. Ezt az anyagot, a szupernóva-robbanás során keletkezett nehezebb elemekkel együtt a csillagok következő generációja felhasználhatja bolygók létrehozására.

Az, hogy a felső légkör anyagát miként tolják az űrbe, mielőtt a csillag felrobban, sokáig rejtély maradt - egészen mostanáig. A legvalószínűbb magyarázat a sugárzási nyomás, vagyis a csillagfény által kifejtett erő tűnt fel. Mivel ez a nyomás nagyon gyenge, a nagy porszemek elengedhetetlenek ehhez a folyamathoz, különben a felület nem elegendő észrevehető hatás eléréséhez [2].

"A hatalmas csillagok rövid életet élnek" - magyarázza Peter Scicluna a tajvani Academia Sinica Csillagászati és Asztrofizikai Intézetből, a cikk első szerzője. „Amikor eljönnek utolsó napjaik, rengeteg tömeget veszítenek. A múltban csak sejteni tudtuk, hogy ez pontosan hogyan történik. Az új SPHERE adatokkal azonban most nagy porfoltokat találtunk a hipergigán körül. Elég nagyok ahhoz, hogy a csillag erős sugárzási nyomása eltaszítsa őket, ami megmagyarázza a csillag gyors tömegvesztését. "

Ilyen nagy porszemek jelenléte, amelyek olyan közel voltak megfigyelhetők a csillaghoz, azt jelenti, hogy a felhő valóban szétszórhatja a csillag látható fényét, és a sugárzási nyomás el tudja tolni a csillagtól. A porszemek nagysága miatt néhányuk valószínűleg túléli a sugárzást, amelyet szupernóvaként a Canis Majoris drámai halála okozott [3]. Ezután a por összekeveredik a területen lévő csillagközi anyaggal, amely ösztönzi a csillagok jövőbeli generációinak kialakulását, és ezeket a csillagokat bolygókká alakítja.

Végjegyzetek

[1] A SPHERE/ZIMPOL a legfejlettebb adaptív optikával olyan diffrakcióval korlátozott képeket állít elő, amelyek lényegesen közelebb vannak a teleszkópok elméleti határához, amelyek csak akkor érhetők el, ha a föld légköre nem lenne jelen, mint az adaptív optikával rendelkező korábbi műszerek. Ez a fajta adaptív optika lehetővé teszi az egyértelműen halványabb tárgyak megfigyelését is, amelyek nagyon közel vannak egy fényes csillaghoz.

Ennek az új vizsgálatnak a képei látható fényben is készültek - vagyis rövidebb hullámhosszakon, mint a közeli infravörös tartományban, amelyben leginkább adaptív optikával történő korábbi képalkotást végeztek. Ez a két tényező lényegesen élesebb képeket eredményez, mint a korábbi VLT képek. Nagyobb térbeli felbontás érhető el a VLTI-vel, de a képek nem rögzíthetők közvetlenül az interferométerrel.

[2] A porszemcséknek elég nagyoknak kell lenniük ahhoz, hogy a csillagfény el tudja tolni őket, de nem lehetnek olyan nagyok, hogy egyszerűen visszasüllyedjenek a csillagra. Ha túl kicsiek, a csillagfény mintegy áthalad a poron; ha túl nagyok, akkor a por túl nehéz lenne elrugaszkodni. A VY Canis Majoris-szal dolgozó csillagászok által megfigyelt por éppen megfelelő méretű, hogy a csillagfény a leghatékonyabban kifelé hajthassa.

[3] Csillagászati méretekben a robbanás nagyon hamar bekövetkezik, de nem kell aggódni, mivel ez a drámai esemény nem valószínű a következő százezer évben. A Földről nézve lenyűgöző esemény lesz - valószínűleg olyan fényes, mint a Hold -, de nem jelent veszélyt az itteni életre.

További információ

Az itt bemutatott kutatási eredmények: P. Scicluna et al. az "Astronomy & Astrophysics" folyóiratban "Nagy porszemek a VY Canis Majoris szélében" címmel jelentek meg.

A résztvevő tudósok: P. Scicluna (Academia Sinica Csillagászati és Asztrofizikai Intézet, Tajvan), R. Siebenmorgen (ESO, Garching), J. Blommaert (Vrije Universiteit, Brüsszel, Belgium), M. Kasper (ESO, Garching), N.V. Voshchinnikov (Szentpétervári Egyetem, Oroszország), R. Wesson (ESO, Santiago, Chile) és S. Wolf (Kieli Egyetem).

Az angol nyelvű ESO sajtóközlemények fordítása az ESO Science Outreach Network (ESON), a csillagászati közönségkapcsolatok nemzetközi hálózatának a szolgáltatása, amelyben az ESO valamennyi tagországának (és számos más országnak) tudósa és tudományos kommunikátora képviselteti magát. A hálózat német csomópontja a csillagászati ház Heidelbergben.

Bal

Elérhetőség

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Csillagászati Ház
Heidelberg, Németország
Tel: 06221 528 226
E-mail: [email protected]

Peter Scicluna
Academia Sinica Csillagászati és Asztrofizikai Intézet
Tajvan
Tel .: +886 (02) 2366 5420
E-mail: [email protected]

Richard Hook
ESO nyilvános információs tisztviselő
Garching München közelében, Németország
Tel .: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: [email protected]

Ez az ESO eso1546 sajtóközleményének fordítása.