ESO Nemecko odhaľuje tajomstvo chudnutia starnúcej hviezdy

Obria hviezda zachytená pri čine pri chudnutí

starnúcej

Pomocou VLT (Very Large Telescope) spoločnosti ESO astronómovia zachytili doposiaľ najpodrobnejší obraz hviezdy hyperobra VY Canis Majoris. Pozorovania ukazujú, ako nečakane veľké prachové častice obklopujúce hviezdu jej umožňujú stratiť obrovské množstvo hmoty, akonáhle začne zomierať. Tento proces, ktorý je už konečne pochopený, je nevyhnutný pre také obrovské hviezdy, aby ich pripravil na svoj výbušný zánik supernov.

VY Canis Majoris je hviezdny Goliáš, červený hyperobr, jedna z najväčších známych hviezd v Mliečnej ceste. Má 30 až 40-krát väčšiu hmotnosť ako slnko a je 300 000-krát svietivejšia. V súčasnom stave by sa hviezda rozprestierala na obežnej dráhe Jupitera, pretože sa v posledných fázach svojho života nesmierne rozširovala.

Nové pozorovania tejto hviezdy sa uskutočnili pomocou prístroja SPHERE na VLT. Systém adaptívnej optiky prístroja opravuje obrázky oveľa lepšie ako predchádzajúce systémy adaptívnej optiky. To umožňuje detailné sledovanie štruktúr, ktoré sú veľmi blízko zdroja jasného svetla [1]. SPHERE jasne demonštroval, ako brilantné svetlo z VY Canis Majoris osvetľuje oblaky hmoty, ktoré ho obklopujú.

V režime ZIMPOL spoločnosti SPHERE mohli astronómovia nielen nahliadnuť hlbšie do stredu oblaku plynu a prachu okolo hviezdy, ale tiež pozorovať, ako bolo svetlo hviezdy rozptýlené a polarizované okolitou hmotou. Tieto merania boli rozhodujúce pre zložité stanovenie vlastností prachových častíc.

Dôkladné vyhodnotenie výsledkov merania polarizácie ukázalo, že tieto prachové zrná s priemerom 0,5 mikrometra zodpovedajú porovnateľne veľkým časticiam, ktoré sa môžu javiť ako drobné, ale zrná tejto veľkosti sú asi 50-krát väčšie ako prachové častice, ktoré sa inak nachádzali v medzihviezdnom priestore.

Ako sa rozširujú, hmotné hviezdy strácajú veľké množstvo hmoty - každý rok VY Canis Majoris vyžaruje z jej povrchu 30-násobok hmotnosti Zeme vo forme prachu a plynu. Tento oblak hmoty sa vytláča ďalej, skôr ako hviezda konečne exploduje a časť prachu sa zničí, zatiaľ čo zvyšok sa vrhne do medzihviezdneho priestoru. Túto hmotu spolu s ťažšími prvkami, ktoré vznikli počas výbuchu supernovy, môže potom použiť ďalšia generácia hviezd na formovanie planét.

Ako sa hmota v horných vrstvách atmosféry tlačí do vesmíru skôr, ako hviezda exploduje, zostala dlho záhadou - až doteraz. Najpravdepodobnejším možným vysvetlením sa javil radiačný tlak, teda sila vyvíjaná hviezdnym svetlom. Pretože je tento tlak veľmi slabý, sú pre tento proces nevyhnutné veľké zrná prachu, inak je povrch nedostatočný na to, aby dosiahol znateľný efekt [2].

„Masívne hviezdy žijú krátky život,“ vysvetľuje Peter Scicluna z Taiwanského inštitútu Academia Sinica pre astronómiu a astrofyziku, prvý autor článku. "Keď prídu ich posledné dni, stratia veľa hmoty." V minulosti sme boli schopní presne odhadnúť, ako sa to stane. S novými údajmi SPHERE sme však teraz našli veľké škvrny prachu okolo hyperobra. Sú dostatočne veľké na to, aby ich odtlačil silný radiačný tlak hviezdy, čo vysvetľuje rýchly úbytok hmotnosti hviezdy. ““

Prítomnosť tak veľkých zŕn prachu, ktoré bolo možné pozorovať tak blízko hviezdy, znamená, že mrak môže skutočne rozptýliť viditeľné svetlo hviezdy a byť odtlačený od hviezdy tlakom žiarenia. Vzhľadom na veľkosť prachových zŕn je pravdepodobné, že niektoré z nich prežijú žiarenie spôsobené dramatickou smrťou Canis Majoris ako supernovy [3]. Prach sa potom zmieša s medzihviezdnou hmotou v tejto oblasti, čo podporuje vznik budúcich generácií hviezd a ich animáciu vytvára planéty.

Vysvetlivky

[1] SPHERE/ZIMPOL používa najpokročilejšiu adaptívnu optiku na vytváranie obrazov s obmedzenou difrakciou, ktoré sú výrazne bližšie k teoretickému limitu ďalekohľadov, ktoré by bolo možné dosiahnuť, iba ak by nebola prítomná zemská atmosféra, ako predchádzajúce prístroje s adaptívnou optikou. Tento typ adaptívnej optiky tiež umožňuje pozorovať zreteľne slabšie objekty, ktoré sú veľmi blízko k jasnej hviezde.

Zábery tejto novej štúdie boli tiež snímané vo viditeľnom svetle - teda na kratších vlnových dĺžkach ako v blízkej infračervenej oblasti, v ktorej sa väčšinou uskutočňovalo skôr snímanie pomocou adaptívnej optiky. Výsledkom týchto dvoch faktorov sú výrazne ostrejšie obrázky ako predchádzajúce obrázky VLT. Vyššie priestorové rozlíšenie je možné dosiahnuť pomocou VLTI, ale snímky nie je možné zaznamenať priamo pomocou interferometra.

[2] Častice prachu musia byť dostatočne veľké na to, aby ich svetlo hviezdy odháňalo, ale nesmú byť také veľké, aby sa jednoducho ponorili späť na hviezdu. Ak sú príliš malé, svetlo hviezd by akosi prechádzalo prachom; ak sú príliš veľké, prach by bol príliš ťažký na to, aby sa odtlačil. Prach pozorovaný astronómami pracujúcimi s VY Canis Majoris má správnu veľkosť, aby bol najefektívnejšie vyhnaný von hviezdnym svetlom.

[3] K výbuchu dôjde v astronomickom meradle veľmi skoro, ale netreba sa obávať, pretože táto dramatická udalosť nie je pravdepodobná v najbližších stovkách tisíc rokov. Pri pohľade zo Zeme to bude pôsobivá udalosť - možno taká jasná ako mesiac -, ale nebude tu predstavovať hrozbu pre život.

Ďalšie informácie

Výsledky výskumu, ktoré tu prezentujú P. Scicluna a kol. boli publikované v časopise Astronomy & Astrophysics pod názvom „Veľké prachové zrná vo vetre VY Canis Majoris“.

Zúčastnenými vedcami sú P. Scicluna (Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan), R. Siebenmorgen (ESO, Garching), J. Blommaert (Vrije Universiteit, Brusel, Belgicko), M. Kasper (ESO, Garching), N.V. Voshchinnikov (Univerzita v Petrohrade, Rusko), R. Wesson (ESO, Santiago, Chile) a S. Wolf (Univerzita v Kieli).

Preklady tlačových správ ESO v anglickom jazyku sú službou siete ESO Science Outreach Network (ESON), medzinárodnej siete pre prácu v oblasti astronomických public relations, v ktorej sú zastúpení vedci a vedeckí komunikátori zo všetkých členských krajín ESO (a niekoľkých ďalších krajín). Nemeckým uzlom siete je Dom astronómie v Heidelbergu.

Vľavo

Kontaktné informácie

Carolin Liefke
Sieť vedeckých kontaktov ESO - House of Astronomy
Heidelberg, Nemecko
Tel: 06221 528 226
E-mail: [email protected]

Peter Scicluna
Astronomický a astrofyzický ústav Academia Sinica
Taiwan
Tel: +886 (02) 2366 5420
E-mail: [email protected]

Richard Hook
Úradník pre verejné informácie ESO
Garching neďaleko Mníchova v Nemecku
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: [email protected]

Toto je preklad tlačovej správy ESO eso1546.