'n Paar sterre aan die begin van 'n gemeenskaplike omhulselfase. In hierdie kunstenaar se indruk kry ons 'n uitsig van baie naby aan 'n binêre sisteem waarin twee sterre sopas dieselfde atmosfeer begin deel het. Die groter ster, 'n rooi reuse-ster, het 'n groot, koel atmosfeer verskaf wat net-net bymekaar hou. Die kleiner ster wentel al hoe vinniger om die sterre se massamiddelpunt, draai om sy eie as en tree op dramatiese wyse in wisselwerking met sy nuwe omgewing. die interaksie skep kragtige strale wat gas uit sy pole gooi, en 'n stadiger bewegende ring van materiaal by sy ewenaar. Krediet: Danielle Futselaar, artsource.nl
Anders as ons Son, leef die meeste sterre saam met 'n metgesel. Soms kom twee so naby dat die een die ander verswelg – met verreikende gevolge. Toe 'n Chalmers-geleide span sterrekundiges die teleskoop gebruik het ALMA om 15 ongewone sterre te bestudeer, was hulle verbaas om te vind dat hulle almal onlangs hierdie fase ondergaan het. Die ontdekking beloof nuwe insig oor die hemel se mees dramatiese verskynsels – en oor lewe, dood en wedergeboorte tussen die sterre.
Met behulp van die reusagtige teleskoop ALMA in Chili het 'n Chalmers-geleide span wetenskaplikes 15 ongewone sterre in ons sterrestelsel, die Melkweg, die naaste 5000 ligjare van die aarde af. Hul metings toon dat al die sterre dubbel is, en almal het onlangs 'n seldsame fase beleef wat swak verstaan word, maar wat glo tot baie ander astronomiese verskynsels lei. Hul resultate word vandeesweek in die wetenskaplike joernaal Nature Astronomy gepubliseer.
Deur die antennas van ALMA na elke ster te rig en lig van verskillende molekules naby elke ster te meet, het die navorsers gehoop om leidrade na hul agtergrond te vind. Met die bynaam "waterfonteine" was hierdie sterre aan sterrekundiges bekend as gevolg van intense lig van watermolekules - wat deur buitengewoon digte en vinnigbewegende gas geproduseer word.
Geleë 5000 XNUMX m bo seespieël in Chili, is die ALMA sensitief vir lig met golflengtes rondom een millimeter, onsigbaar vir menslike oë, maar ideaal om deur die Melkweg se lae stowwerige interstellêre wolke na stofomhulde sterre te kyk.
“Ons was ekstra nuuskierig oor hierdie sterre, want dit lyk asof hulle hoeveelhede stof en gas in die ruimte uitblaas, sommige in die vorm van strale met spoed van tot 1.8 miljoen kilometer per uur. Ons het gedink ons kan dalk leidrade kry oor hoe die jets geskep is, maar in plaas daarvan het ons veel meer as dit gevind,” sê Theo Khouri, eerste skrywer van die nuwe studie.
ALMA se beeld van waterfonteinsterrestelsel W43A, wat sowat 7000 ligjare van die Aarde af lê in die sterrebeeld Aquila, die Arend. Die dubbelster in sy middel is veels te klein om in hierdie beeld opgelos te word. ALMA se metings wys egter die sterre se interaksie het sy onmiddellike omgewing verander. Die twee strale wat van die sentrale sterre uitgeskiet word, word gesien in blou (nader ons) en rooi (wegtrek). Stofwolke wat deur die strale meegevoer word, word in pienk getoon. Krediet: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), D. Tafoya et al.
Sterre verloor tot die helfte van hul totale massa
Die wetenskaplikes het die teleskoop gebruik om handtekeninge van koolstofmonoksiedmolekules, CO, in die lig van die sterre te meet en seine van verskillende atome (isotope) van koolstof en suurstof vergelyk. Anders as sy sustermolekule koolstofdioksied, CO2, is koolstofmonoksied relatief maklik om in die ruimte te ontdek, en is dit 'n gunsteling hulpmiddel vir sterrekundiges.
“Danksy ALMA se uitstekende sensitiwiteit kon ons die baie dowwe seine van verskeie verskillende molekules in die gas wat deur hierdie sterre uitgestoot word, opspoor. Toe ons noukeurig na die data gekyk het, het ons besonderhede gesien wat ons regtig nie verwag het om te sien nie,” sê Theo Khouri.
Die waarnemings het bevestig dat die sterre almal van hul buitenste lae afwaai. Maar die verhoudings van die verskillende suurstofatome in die molekules het aangedui dat die sterre in 'n ander opsig nie so ekstreem was as wat dit gelyk het nie, verduidelik spanlid Wouter Vlemmings, sterrekundige by Chalmers.
“Ons het besef dat hierdie sterre hul lewens met dieselfde massa as die Son begin het, of net 'n paar keer meer. Nou het ons metings getoon dat hulle net in die laaste paar honderd jaar tot 50% van hul totale massa uitgestoot het. Iets regtig dramaties moes met hulle gebeur het,” sê hy.
Hoekom het sulke klein sterre so vinnig soveel massa verloor? Die bewyse het almal op een verduideliking gewys, het die wetenskaplikes tot die gevolgtrekking gekom. Dit was almal dubbelsterre, en hulle het almal pas deur 'n fase gegaan waarin die twee sterre dieselfde atmosfeer gedeel het - een ster heeltemal omhels deur die ander.
“In hierdie fase wentel die twee sterre saam in 'n soort kokon. Hierdie fase, ons noem dit 'n "gewone koevert" fase, is regtig kort en duur net 'n paar honderd jaar. In astronomiese terme is dit in 'n oogwink verby,” sê spanlid Daniel Tafoya.
Die meeste sterre in binêre stelsels wentel eenvoudig om 'n gemeenskaplike massamiddelpunt. Hierdie sterre deel egter dieselfde atmosfeer. Dit kan 'n lewensveranderende ervaring vir 'n ster wees, en kan selfs daartoe lei dat die sterre heeltemal saamsmelt.
Leidrade vir die toekoms
Wetenskaplikes glo dat hierdie soort intieme episode kan lei tot sommige van die hemel se mees skouspelagtige verskynsels. Om te verstaan hoe dit gebeur, kan help om sommige van sterrekundiges se grootste vrae te beantwoord oor hoe sterre leef en sterf, verduidelik Theo Khouri.
“Wat gebeur om 'n supernova-ontploffing te veroorsaak? Hoe kom swart gate naby genoeg om te bots? Wat maak die pragtige en simmetriese voorwerpe wat ons planetêre newels noem? Sterrekundiges vermoed al jare lank dat algemene koeverte deel is van die antwoorde op vrae soos hierdie. Nou het ons 'n nuwe manier om hierdie belangrike maar geheimsinnige fase te bestudeer,” sê hy.
Om die gemeenskaplike omhulselfase te verstaan, sal wetenskaplikes ook help om te bestudeer wat in die baie verre toekoms gaan gebeur, wanneer die Son ook 'n groter, koeler ster sal word - 'n rooi reus - en die binneste planete sal verswelg.
"Ons navorsing sal ons help om te verstaan hoe dit kan gebeur, maar dit gee my 'n ander, meer hoopvolle perspektief. Wanneer hierdie sterre omhels, stuur hulle stof en gas uit na die ruimte wat die bestanddele kan word vir komende generasies van sterre en planete, en saam met hulle die potensiaal vir nuwe lewe,” sê Daniel Tafoya.
Aangesien die 15 sterre blykbaar op 'n menslike tydskaal ontwikkel, beplan die span om hulle met ALMA en met ander radioteleskope te bly monitor. Met die toekomstige teleskope van die SKA-sterrewag hoop hulle om te bestudeer hoe die sterre hul strale vorm en hul omgewing verander. Hulle hoop ook om meer te vind – indien daar enige is.
“Eintlik dink ons dat die bekende “waterfonteine” byna al die stelsels van hul soort in die hele sterrestelsel kan wees. As dit waar is, dan is hierdie sterre werklik die sleutel tot die verstaan van die vreemdste, wonderlikste en belangrikste proses wat twee sterre in hul lewens saam kan beleef,” sluit Theo Khouri af.
Verwysing: "Waarnemingsidentifikasie van 'n steekproef van waarskynlike onlangse gemeenskaplike koevertgebeurtenisse" deur Theo Khouri, Wouter HT Vlemmings, Daniel Tafoya, Andrés F. Pérez-Sánchez, Carmen Sánchez Contreras, José F. Gómez, Hiroshi Imai en Raghvendra Sahai, 16 Desember 2021, Natuur Sterrekunde.
DOI: 10.1038/s41550-021-01528-4
Die navorsing word gepubliseer in die referaat "Waarnemingsidentifikasie van 'n steekproef van waarskynlike onlangse gemeenskaplike koevertgebeurtenisse" in Natuur Sterrekunde, deur Theo Khouri (Chalmers), Wouter HT Vlemmings (Chalmers), Daniel Tafoya (Chalmers), Andrés F. Pérez-Sánchez (Universiteit Leiden, Nederland), Carmen Sánchez Contreras (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Spanje), José F. Gómez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanje), Hiroshi Imai (Kagoshima Universiteit, Japan) en Raghvendra Sahai (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, VSA).
ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) is 'n internasionale sterrekunde fasiliteit is 'n vennootskap van ESO, die Amerikaanse Nasionale Wetenskapstigting (NSF) en die Nasionale Instituut vir Natuurwetenskappe (NINS) van Japan in samewerking met die Republiek van Chili. ALMA word befonds deur ESO namens sy lidlande, deur NSF in samewerking met die Nasionale Navorsingsraad van Kanada (NRC) en die Ministerie van Wetenskap en Tegnologie (MOST) en deur NINS in samewerking met die Academia Sinica (AS) in Taiwan en die Koreaanse Astronomy and Space Science Institute (KASI).
Chalmers en Onsala Space Observatory is sedert sy ontstaan by ALMA betrokke; ontvangers vir die teleskoop is een van vele bydraes. Onsala Space Observatory is gasheer vir die Nordiese ALMA-streeksentrum, wat tegniese kundigheid aan die ALMA-projek verskaf en sterrekundiges in die Nordiese lande ondersteun om ALMA te gebruik.
