Rekord csillag a vártnál jóval nagyobb Csillag 300 naptömeggel, amelyet az ESO Németország fedezett fel

Az ESO Nagyon nagy teleszkópján végzett több műszeres megfigyelés segítségével a csillagászok felfedezték az eddigi legnagyobb tömegű csillagokat. Ezen csillagok egyikének bizonyára több mint 300-szorosa volt a nap tömegének, amikor kialakult. Ez a korábban feltételezett 150 naptömeg kétszeresének felel meg, amely felett a csillagoknak valójában instabilaknak kell lenniük. Az ilyen hatalmas csillagszörnyek milliószor fényesebbek, mint a nap, és tömegük nagy részét elveszítik azzal, hogy intenzív részecskeszeleket fújnak a kozmoszba. Létezésük választ adhat arra a kérdésre, hogy miként válhatnak hatalmas csillagok.

Csillagászok egy csoportja, Paul Crowther, a Sheffieldi Egyetem asztrofizika professzora vezetésével az ESO Nagyon nagy teleszkóppal (VLT) vizsgálta meg két fiatal csillagfürtöt, az NGC 3603-at és az RMC 136a-t, és ezeket a megfigyeléseket a NASA/ESA Hubble űrtávcsőjének archív adatainak felhasználásával végezte el. - tette hozzá.

Az NGC 3603 egyfajta kozmikus gyár, amelynek hatalmas gáz- és porfelhőiben folyamatosan új csillagok alakulnak ki (eso1005). A csillagképződés körülbelül 22 000 fényévnyire van a Földtől a „Hajó Kiel” csillagképben. Az RMC 136a (gyakran R136-nak rövidítve) szintén fiatal, masszív és forró csillagok csillaghalmaza. A Tarantula-ködben található a Nagy Magellán Felhőben, egy olyan galaxisban, amely 165 000 fényév távolságra a kozmikus szomszédságunkhoz tartozik (eso0613).

Megfigyeléseik során a csillagászok több olyan csillaggal találkoztak, amelyek felszíni hőmérséklete meghaladja a 40 000 ° C-ot, és amelyek ezért több mint hétszer olyan melegek, mint a napunk. Ezek a csillagok szintén több tucatszor nagyobbak és milliószor fényesebbek, mint a nap. Ha valaki ezeket a csillagokat a csillag evolúciójának modellsorozatába sorolja, akkor kiderül, hogy kialakulásukkor biztosan olyan tömegük volt, amely túllépte az elméleti 150 naptömeg felső határát. Az R136 klaszterben található R136a1 csillag az eddigi legnagyobb tömegű csillag. Jelenleg a nap tömege körülbelül 265-szerese, amikor kialakult, valószínűleg 320 naptömeg volt.

Az NGC 3603-ban a csillagászok egy bináris csillagrendszerben lévő két csillag tömegét közvetlenül az orbitális mozgásukból tudták meghatározni [1], és így ellenőrizhették azokat a modelleket, amelyekkel megbecsülték a többi csillag tömegét. Ezen túlmenően az NGC 3603 saját nehézsúlyúakat ajánlott fel: A csillagászok ott találták meg az A1, B és C csillagokat, amelyeknek tömege szintén kialakulásakor meghaladta vagy megközelítette a 150 naptömeg határát.

A nagyon masszív csillagok rendkívül erős csillagszeleket hoznak létre, amelyek az anyagot kifelé hajtják a csillag felszínétől. „Az emberektől eltérően az ilyen csillagok nehézsúlyúak. Ahelyett, hogy növekednének, idősebb korukban lefogynak ”- magyarázza Paul Crowther. „R136a1, közülük az„ elhízott ”, alig több mint egymillió éves. Ez egy csillag átlagos életkora tömegében. Mintha szigorú diétát folytatna, amely már elvesztette eredeti tömegének egyötödét; az ő esetében több mint 50 naptömeg! "

Ha az R136a1 a Nap helyett a naprendszerünk közepén lenne, akkor ugyanolyan tényezővel világosabb lenne a napnál, mint a nap fényesebb, mint a telihold. „Óriási gravitációja miatt az év - vagyis a föld forgásának időszaka - három hétre rövidülne. Hihetetlenül erős UV-sugárzással világítaná meg a földet is, ami lehetetlenné tenné a földi életet ”- teszi hozzá Raphael Hirschi a Keelei Egyetemről, a csillagászati csapat tagja.

Az olyan hatalmas csillagok, mint az R136a1, rendkívül ritkák. Csak a nagyon sűrű csillagcsoportokban képződnek. Az itt bemutatott megfigyelésekkel először sikerült megkülönböztetni az egyes csillagokat az ilyen csillagcsoportok központjában, és egymástól elkülönítve megfigyelni. Ehhez természetesen különösen jó képalkotó tulajdonságokkal rendelkező eszközökre volt szükség, nevezetesen a VLT infravörös műszereire [2].

A csillagászok csapata a két csillagcsoportban a legnagyobb tömegű csillagok lehető legnagyobb tömegét és gyakoriságát is becsülte. „A csillagoknak legalább 80-szor nagyobbnak kell lenniük a Jupiter tömegénél. Ellenkező esetben nem tudják elindítani a hidrogén és a benne lévő hélium fúzióját, amely energiaforrásként szerepel - ha nem sikerül ezen az akadályon, úgynevezett barna törpékkel van dolgunk. ”- magyarázza Olivier Schnurr, az Asztrofizikai Intézet munkatársa Potsdam. „Eredményeink megerősítik azt a közvéleményt, hogy a csillagok tömegének felső határa van. Ennek a felső határnak a számértéke azonban kétszerese, körülbelül 300 naptömeg felé tolódott felfelé. "

Az R136-ban csak négy csillag van, amely kialakulásakor több mint 150 naptömeget ért el. De ez a négy csillag felelős a kiáramló csillagszélek majdnem feléért és a teljes, mintegy 100 000 csillagból álló csillaghalmaz sugárzott energiájáért. Az R136a1 önmagában több mint 50-szer olyan erősen serkenti a környezetét, mint az Orion-köd fiatal csillagcsomója, a Földtől legközelebb eső csillagképződési régió, amelyben hatalmas csillagok képződnek.

Rövid élettartamuk és erős csillagszélük miatt nem könnyű megérteni, hogy a tömeges csillagok eleve hogyan alakulnak ki. Az olyan extrém esetek, mint az R136a1, még inkább megnehezítik a teoretikusok számára: „Vagy ők alakították ki ekkora méretet, vagy több kis csillagból alakultak ki” - magyarázza Crowther.

A 8–150-szeres naptömegű csillagok szupernóva-robbanással fejezik be viszonylag rövid életüket. Csak neutroncsillagok vagy fekete lyukak maradnak. Most, hogy bebizonyosodott, hogy vannak 150–300 naptömegű csillagok is, megnő az esély arra, hogy úgynevezett pár instabilitási szupernóvák is előfordulhatnak, amelyek rendkívül fényesek, és amikor felrobbannak, nem marad maradék test. Egy ilyen szupernóva akár tíz naptömeg vasat bocsátana ki a környezetbe. Az utóbbi években tett néhány megfigyelés jelölt az ilyen típusú szupernóva-robbanásra.

Az R136a1 nemcsak a csillagászok által ismert legnagyobb tömegű csillag, hanem a legnagyobb fényességű csillag is. Ez csaknem tízmilliószorosa a nap fényességének. "Tekintettel arra, hogy milyen ritka az ilyen szörnyeteg, nem hiszem, hogy ez a rekord hamarosan megdőlne" - zárja Crowther.

Végjegyzetek

[1] Az A1 csillag az NGC 3603 csillagképződési régióban egy bináris csillagrendszer, amelynek keringési periódusa 3,77 nap. A két csillagnak jelenleg 120-szorosa és 92-szerese a nap tömege. Kialakulásuk idején tömegük 148-szorosa és 106-szorosa volt a nap tömegének.

[2] A csillagászok csapata a SINFONI, az ISAAC és a MAD eszközöket használta, amelyek mindegyike az ESO chilei Paranal-hegyen lévő nagyon nagy teleszkópján található.

További információ

Az itt bemutatott kutatási eredmények „Az R136 csillagfürt több olyan csillagnak ad otthont, amelynek egyedi tömege nagymértékben meghaladja az elfogadott 150 Msun csillagtömeg-határt” P. Crowther et al. a Royal Astronomical Society havi közleményei című folyóiratban.

A résztvevő tudósok: Paul A. Crowther, Richard J. Parker és Simon P. Goodwin (Sheffieldi Egyetem, Nagy-Britannia), Olivier Schnurr (Sheffieldi Egyetem és Potsdami Asztrofizikai Intézet), Raphael Hirschi (Keele Egyetem, Nagy-Britannia), valamint Norhasliza Yusof és Hasan Abu Kassim (Malayai Egyetem, Malajzia).

Az INtegral Field Observations in the Spectrograph for the Near Infrared (SINFONI röviden, szó szerint "térbeli felbontású spektrográf a közeli infravörös számára") segítségével elvégezzük a közeli infravörös tartományban lévő kiterjedt objektumok spektroszkópos vizsgálatát. A SINFONI egy modulból áll, amelyet az ESO fejlesztett ki az adaptív optikára a légköri torzítások kiegyenlítésére, valamint a SPIFFI (SPectrometer for Infrared Faint Field Imaging) spektrográfból. A SPIFFI-t a NOVA együttműködésével tervezték és építették a holland egyetemek és a Garching-i Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet.

Az angol nyelvű ESO sajtóközlemények fordítása az ESO Science Outreach Network (ESON), a csillagászati közönségkapcsolatok nemzetközi munkájának hálózatának a szolgáltatása, amelyben az ESO valamennyi tagállamának (és néhány más országnak) a tudósai és a tudományos kommunikátorok képviseltetik magukat. A hálózat német csomópontja a Heidelbergi Max Planck Csillagászati Intézet Csillagászati Háza.

Bal

Elérhetőség

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Csillagászati Ház
Tel .: (06221) 528 226
E-mail: [email protected]

Paul Crowther
Sheffieldi Egyetem
Egyesült Királyság
Tel .: +44 114 222 4291
Mobil: +44 7946 638 474
E-mail: [email protected]

Olivier Schnurr
Potsdami Asztrofizikai Intézet
Potsdam, Németország
Tel .: +49 331 7499 353
E-mail: [email protected]

Henri Boffin
ESO, La Silla, a Paranal és az E-ELT sajtóreferense
Garching, Németország
Tel .: +49 89 3200 6222
Mobil: +49 174 515 43 24
E-mail: [email protected]

Ez az ESO eso1030 sajtóközleményének fordítása.