Rekordná hviezda oveľa väčšia ako sa očakávalo Hviezda s 300 hmotami Slnka objavená ESO Nemecko

väčšia

Astronómovia pomocou viacerých pozorovaní prístrojov na veľmi veľkom ďalekohľade ESO objavili najhmotnejšie hviezdy, aké boli doteraz. Jedna z týchto hviezd musela mať pri svojom vzniku viac ako 300-násobok hmotnosti slnka. To zodpovedá dvojnásobku predtým predpokladanej maximálnej hodnoty 150 solárnych hmôt, nad ktorou by hviezdy mali byť skutočne nestabilné. Takéto mohutné hviezdne príšery sú miliónkrát jasnejšie ako slnko a fúkaním intenzívnych vetrov častíc do kozmu strácajú veľkú časť svojej hmotnosti. Ich existencia môže ponúknuť odpoveď na otázku, ako sa môžu stať hmotné hviezdy.

Tím astronómov pod vedením Paula Crowthera, profesora astrofyziky na univerzite v Sheffielde, použil veľmi veľký ďalekohľad ESO (VLT) na veľmi podrobné preskúmanie dvoch mladých hviezdnych zoskupení nazývaných NGC 3603 a RMC 136a a na vykonanie týchto pozorovaní pomocou archívnych údajov z Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu NASA/ESA doplnené.

NGC 3603 je druh vesmírnej továrne, v ktorej obrovských oblakoch plynu a prachu sa neustále tvoria nové hviezdy (eso1005). Oblasť formovania hviezd je vzdialená asi 22 000 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí „Kiel lode“. RMC 136a (často skrátene R136) je tiež hviezdokopa mladých, masívnych a horúcich hviezd. Nachádza sa v hmlovine Tarantula vo Veľkom Magellanovom mračne, galaxii, ktorá je vo vzdialenosti 165 000 svetelných rokov jednou z našich bližších vesmírnych štvrtí (eso0613).

Počas svojich pozorovaní astronómovia narazili na niekoľko hviezd, ktorých povrchová teplota presahuje 40 000 ° C, a ktoré sú preto viac ako sedemkrát také horúce ako naše slnko. Tieto hviezdy sú tiež niekoľko desiatokkrát väčšie a miliónkrát jasnejšie ako slnko. Ak niekto klasifikuje tieto hviezdy do modelového radu vývoja hviezd, ukázalo sa, že pri svojom vzniku museli mať hmotu, ktorá prekročila teoretickú hornú hranicu 150 slnečných hmôt. Hviezda R136a1, ktorá sa nachádza v zhluku R136, je najhmotnejšou hviezdou, aká je doposiaľ známa. V súčasnosti má asi 265-násobok hmotnosti Slnka, keď vznikol, pravdepodobne to bolo až 320 slnečných hmôt.

V NGC 3603 boli astronómovia schopní určiť hmotnosti dvoch hviezd v binárnom systéme hviezd priamo z ich obežného pohybu [1] a skontrolovať tak modely, pomocou ktorých odhadli hmotnosti ostatných hviezd. NGC 3603 mala navyše svoje vlastné ťažké váhy: astronómovia tam našli hviezdy A1, B a C, ktorých hmotnosť bola tiež nad alebo blízko hranice 150 slnečných hmôt, keď vznikli.

Veľmi hmotné hviezdy vytvárajú extrémne silné hviezdne vetry, ktoré vyháňajú hmotu smerom von z povrchu hviezdy. "Na rozdiel od ľudí sa z takýchto hviezd rodia ťažké váhy." Namiesto rastu chudnú s pribúdajúcimi rokmi, “vysvetľuje Paul Crowther. „R136a1,„ obézny “z nich, má niečo vyše milióna rokov. To je priemerný vek hviezdy v jej hmotnosti. Je to, akoby držal prísnu diétu, ktorá už stratila pätinu pôvodnej hmotnosti; v jeho prípade je to viac ako 50 solárnych hmôt! “

Ak by R136a1 mala byť v strede našej slnečnej sústavy namiesto slnka, bola by jasnejšia ako slnko rovnakým faktorom, ako je slnko jasnejšie ako úplný mesiac. „Vďaka svojej obrovskej gravitácii by sa rok - teda obdobie rotácie Zeme - skrátil na tri týždne. Tiež by osvetľovalo Zem neuveriteľne silným UV žiarením, ktoré by znemožňovalo život na Zemi, “dodáva Raphael Hirschi z univerzity v Keele, člen tímu pre astronómiu.

Hviezdy také hmotné ako R136a1 sú extrémne zriedkavé. Tvoria sa iba vo veľmi hustých hviezdokopách. Pomocou tu uvedených pozorovaní bolo možné po prvýkrát rozlíšiť jednotlivé hviezdy v stredoch takýchto hviezdokôp a pozorovať ich oddelene od seba. K tomu samozrejme boli potrebné prístroje s obzvlášť dobrými zobrazovacími vlastnosťami, konkrétne infračervené prístroje na VLT [2].

Tím astronómov tiež odhadol najväčšiu možnú hmotnosť a frekvenciu najhmotnejších hviezd z týchto dvoch hviezdokôp. "Hviezdy musia mať najmenej 80-násobok hmotnosti Jupitera." V opačnom prípade nebudú schopní spustiť fúziu vodíka na hélium vo vnútri, ktoré hviezdi ako zdroj energie - ak v tejto prekážke zlyhajú, máme do činenia s takzvanými hnedými trpaslíkmi, “vysvetľuje člen tímu Olivier Schnurr z Astrofyzikálneho ústavu v r. Postupim. "Naše výsledky potvrdzujú všeobecnú vieru, že existuje horná hranica hmotnosti hviezd." Číselná hodnota pre túto hornú hranicu sa však posunula smerom nahor o faktor dva až asi 300 slnečných hmôt. ““

V R136 sú len štyri hviezdy, ktoré pri svojom vzniku dosiahli viac ako 150 hmotností Slnka. Ale tieto štyri hviezdy sú zodpovedné za takmer polovicu vytekajúcich hviezdnych vetrov a vyžarovanú energiu celej hviezdokopy, ktorú tvorí asi 100 000 hviezd. Samotný R136a1 stimuluje svoje okolie, aby žiarilo viac ako 50-krát tak silno ako mladá hviezdokopa v hmlovine Orion, najbližšej oblasti formovania hviezd videnej zo Zeme, v ktorej sa tvoria hmotné hviezdy.

Vďaka ich krátkej životnosti a silným hviezdnym vetrom nie je ľahké pochopiť, ako sa v prvom rade vytvárajú masívne hviezdy. Extrémne prípady ako R136a1 to teoretikom ešte sťažujú: „Buď skutočne vytvorili túto veľkosť, alebo boli vytvorené z niekoľkých malých hviezd,“ vysvetľuje Crowther.

Hviezdy s 8 až 150-násobkom hmotnosti slnka končia porovnateľne krátky život výbuchom supernovy. Ostali len neutrónové hviezdy alebo čierne diery. Teraz, keď sa ukázalo, že existujú aj hviezdy so 150 až 300 slnečnými hmotami, zvyšuje sa šanca, že sa môžu vyskytnúť aj takzvané párové nestability supernovy, ktoré sú mimoriadne jasné a pri výbuchu nezostanú žiadne zvyšky tela. Takéto supernovy by uvoľňovali do prostredia až desať slnečných hmôt železa. Niektoré pozorovania z posledných rokov sú kandidátmi na tento typ výbuchu supernovy.

R136a1 je nielen najmohutnejším hviezdnym astronómom, aký pozná, ale aj tým s najväčšou svietivosťou. Je to takmer desaťmiliónnásobok svietivosti slnka. „Vzhľadom na to, aké vzácne sú také hviezdne príšery, nemyslím si, že tento rekord bude čoskoro prekonaný,“ uzatvára Crowther.

Vysvetlivky

[1] Hviezda A1 v oblasti tvorby hviezd NGC 3603 je binárny hviezdny systém s obežnou dobou 3,77 dňa. Tieto dve hviezdy majú v súčasnosti 120-krát a 92-násobok hmotnosti slnka. V čase ich vzniku boli ich masy 148-krát a 106-násobok hmotnosti slnka.

[2] Tím astronómov použil prístroje SINFONI, ISAAC a MAD, ktoré sú všetky umiestnené vo veľmi veľkom ďalekohľade ESO na vrchu Paranal v Čile.

Ďalšie informácie

Výsledky výskumu, ktoré sa tu uvádzajú, sa nachádzajú v článku P. Crowthera a kol. Pod názvom „Hviezdokopa R136 hostí niekoľko hviezd, ktorých jednotlivé hmotnosti výrazne presahujú prijatý limit hmotnosti hviezd 150 Msun“. v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zúčastnenými vedcami sú Paul A. Crowther, Richard J. Parker a Simon P. Goodwin (University of Sheffield, Veľká Británia), Olivier Schnurr (University of Sheffield and Astrophysical Institute Potsdam), Raphael Hirschi (Keele University, Veľká Británia), ako aj Norhasliza Yusof a Hasan Abu Kassim (Malajská univerzita, Malajzia).

Pomocou spektrografu na pozorovanie integrovaných polí v blízkej infračervenej oblasti (SINFONI, v preklade doslova „priestorovo rozlíšený spektrograf do blízkej infračervenej oblasti“) sa vykonávajú spektroskopické vyšetrenia rozsiahlych objektov v blízkej infračervenej oblasti. SINFONI sa skladá z modulu vyvinutého spoločnosťou ESO pre adaptívnu optiku na kompenzáciu atmosférického skreslenia a zo spektrografu SPIFFI (spektrometer pre snímanie infračerveného slabého poľa). SPIFFI bol navrhnutý a vyrobený spoluprácou NOVA medzi holandskými univerzitami a Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching.

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 štátov ESO (a niekoľkých ďalších krajín). Nemeckým uzlom siete je Dom astronómie pri Astronomickom ústave Maxa Plancka v Heidelbergu.

Vľavo

Kontaktné informácie

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

Paul Crowther
University of Sheffield
UK
Tel: +44 114 222 4291
Mobil: +44 7946 638 474
E-mail: [email protected]

Olivier Schnurr
Astrofyzikálny inštitút Postupim
Postupim, Nemecko
Tel: +49 331 7499 353
E-mail: [email protected]

Henri Boffin
Tlačový hovorca ESO, La Silla, Paranal a E-ELT
Garching, Nemecko
Tel: +49 89 3200 6222
Mobil: +49 174 515 43 24
E-mail: [email protected]

Toto je preklad tlačovej správy ESO eso1030.