Csillagpár egy közös burkológörbe fázis elején. A művész benyomása szerint nagyon közelről látunk egy bináris rendszert, amelyben két sztár éppen most kezdett el osztani egy atmoszférában. A nagyobb csillag, egy vörös óriáscsillag hatalmas, hűvös hangulatot teremtett, ami csak összetart. A kisebb csillag egyre gyorsabban kering a csillagok tömegközéppontja körül, saját tengelye körül forog, és drámai módon kölcsönhatásba lép új környezetével. a kölcsönhatás erős fúvókákat hoz létre, amelyek gázt lövellnek ki a pólusairól, és egy lassabban mozgó anyaggyűrűt az egyenlítőjénél. Köszönetnyilvánítás: Danielle Futselaar, artsource.nl
Napunkkal ellentétben a legtöbb csillag társával él. Néha kettő olyan közel kerül egymáshoz, hogy az egyik elnyeli a másikat – messzemenő következményekkel. Amikor egy Chalmers vezette csillagászcsoport használta a távcsövet ALMA 15 szokatlan csillag tanulmányozására meglepődve tapasztalták, hogy mindannyian nemrégiben átestek ezen a fázison. A felfedezés új betekintést ígér az égbolt legdrámaibb jelenségeibe – és az életbe, a halálba és a csillagok közötti újjászületésbe.
A gigantikus ALMA távcsővel Chilében egy Chalmers vezette tudóscsoport 15 szokatlan csillagot vizsgált galaxisunkban, a Tejút, a legközelebbi 5000 fényévre a Földtől. Méréseik azt mutatják, hogy az összes csillag kettős, és mindegyik nemrégiben átélt egy ritka fázist, amely rosszul ismert, de úgy gondolják, hogy sok más csillagászati jelenséghez vezethet. Eredményeiket ezen a héten teszik közzé a Nature Astronomy tudományos folyóiratban.
Az ALMA antennáit az egyes csillagok felé irányítva és az egyes csillagok közelében lévő különböző molekulák fényének mérésével a kutatók abban reménykedtek, hogy nyomokat találnak a háttértörténetükhöz. Ezeket a „vízszökőkutaknak” nevezett csillagokat a vízmolekulákból származó intenzív fényük miatt ismerték a csillagászok – amelyeket szokatlanul sűrű és gyorsan mozgó gázok termelnek.
A Chilében 5000 méteres tengerszint feletti magasságban található ALMA egy milliméter körüli hullámhosszúságú fényre érzékeny, emberi szem számára láthatatlan, de ideális a Tejútrendszer poros csillagközi felhőrétegein át a porral burkolt csillagok felé nézni.
„Kiválóan kíváncsiak voltunk ezekre a csillagokra, mert úgy tűnik, hogy nagy mennyiségű port és gázt fújnak ki az űrbe, némelyik akár 1.8 millió kilométer/órás sebességű repülőgépek formájában. Azt hittük, hogy nyomokat találhatunk a fúvókák létrejöttéhez, de ehelyett ennél sokkal többet találtunk” – mondja Theo Khouri, az új tanulmány első szerzője.
Az ALMA képe a W43A szökőkút csillagrendszerről, amely körülbelül 7000 fényévre fekszik a Földtől az Aquila, a Sas csillagképben. A középpontjában lévő kettős csillag túl kicsi ahhoz, hogy feloldható legyen ezen a képen. Az ALMA mérései azonban azt mutatják, hogy a csillagok kölcsönhatása megváltoztatta közvetlen környezetét. A központi csillagokból kilökődő két sugár kéken (közeledik hozzánk) és pirosan (távolodik) látható. A fúvókák által magával ragadott porfelhők rózsaszínnel jelennek meg. Köszönetnyilvánítás: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), D. Tafoya et al.
Csillagok, amelyek elveszítik teljes tömegük felét
A tudósok a távcső segítségével mérték a szén-monoxid-molekulák (CO) aláírását a csillagok fényében, és összehasonlították a különböző szén- és oxigénatomoktól (izotópoktól) származó jeleket. Testvérmolekulájával, a szén-dioxiddal, a CO2-vel ellentétben a szén-monoxid viszonylag könnyen felfedezhető az űrben, és a csillagászok kedvenc eszköze.
„Az ALMA kiváló érzékenységének köszönhetően képesek voltunk érzékelni a nagyon halvány jeleket számos különböző molekulából a csillagok által kibocsátott gázban. Amikor alaposan megvizsgáltuk az adatokat, olyan részleteket láttunk, amelyekre valójában nem számítottunk” – mondja Theo Khouri.
A megfigyelések megerősítették, hogy a csillagok mind lefújták külső rétegeiket. De a különböző oxigénatomok aránya a molekulákban azt jelzi, hogy a csillagok egy másik tekintetben nem voltak olyan szélsőségesek, mint amilyennek látszott – magyarázza Wouter Vlemmings, a Chalmers csillagásza.
„Rájöttünk, hogy ezek a csillagok a Nap tömegével, vagy csak néhányszor nagyobb tömeggel kezdték életüket. Most méréseink azt mutatták, hogy teljes tömegük 50%-át kidobták, éppen az elmúlt néhány száz évben. Valami igazán drámai dolognak kellett történnie velük” – mondja.
Miért veszítettek ilyen gyorsan tömegüket az ilyen kis csillagok? A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a bizonyítékok egy magyarázatra utaltak. Ezek mind kettős csillagok voltak, és mindannyian éppen átmentek egy olyan fázison, amelyben a két csillag ugyanazt a légkört viselte – az egyik csillagot teljesen átölelte a másik.
„Ebben a fázisban a két csillag egyfajta gubóban kering egymás mellett. Ez a fázis, amit „közös burok” fázisnak nevezünk, nagyon rövid, és csak néhány száz évig tart. Csillagászati szempontból egy szempillantás alatt vége” – mondja Daniel Tafoya, a csapat tagja.
A kettes rendszerek legtöbb csillaga egyszerűen egy közös tömegközéppont körül kering. Ezeknek a sztároknak azonban ugyanaz a légköre. Egy sztár számára életet megváltoztató élmény lehet, és akár a csillagok teljes összeolvadásához is vezethet.
Nyomok a jövő felé
A tudósok úgy vélik, hogy ez a fajta intim epizód az égbolt leglátványosabb jelenségeihez vezethet. Theo Khouri magyarázza, hogy ennek megértése segíthet megválaszolni a csillagászok néhány legnagyobb kérdését a csillagok életével és halálával kapcsolatban.
„Mi történik, ha szupernóva-robbanást okoz? Hogyan jutnak a fekete lyukak elég közel ahhoz, hogy összeütköznek? Mi teszi azokat a gyönyörű és szimmetrikus objektumokat, amelyeket bolygóködnek nevezünk? A csillagászok évek óta gyanítják, hogy a közönséges borítékok az ilyen kérdésekre adott válaszok részét képezik. Most új módszerünk van ennek a fontos, de titokzatos szakasznak a tanulmányozására” – mondja.
A közös burokfázis megértése abban is segít a tudósoknak, hogy tanulmányozzák, mi fog történni a nagyon távoli jövőben, amikor a Nap is nagyobb, hidegebb csillaggá – vörös óriássá – válik, és elnyeli a legbelső bolygókat.
„Kutatásunk segít megértenünk, hogyan történhet ez meg, de egy másik, reménykeltőbb perspektívát ad. Amikor ezek a csillagok egymáshoz ölelkeznek, port és gázt bocsátanak ki az űrbe, amely a csillagok és bolygók következő generációinak összetevőivé válhat, és ezzel együtt az új élet lehetőségét is” – mondja Daniel Tafoya.
Mivel úgy tűnik, hogy a 15 csillag emberi időn belül fejlődik, a csapat azt tervezi, hogy továbbra is figyelemmel kíséri őket az ALMA-val és más rádióteleszkópokkal. Az SKA Obszervatórium jövőbeli teleszkópjaival azt remélik, hogy tanulmányozhatják, hogyan alkotják a csillagok sugárhajtásukat és hogyan változtatják meg környezetüket. Azt is remélik, hogy találnak még többet – ha vannak.
„Valójában úgy gondoljuk, hogy az ismert „vízszökőkutak” szinte az összes ilyen rendszer lehet az egész galaxisunkban. Ha ez igaz, akkor ezek a csillagok valóban a kulcsa annak a legfurcsább, legcsodálatosabb és legfontosabb folyamatnak a megértéséhez, amelyet két sztár közös életében megtapasztalhat” – összegzi Theo Khouri.
Hivatkozás: Theo Khouri, Wouter HT Vlemmings, Daniel Tafoya, Andrés F. Pérez-Sánchez, Carmen Sánchez Contreras, José F. Gómez, Hiroshi Imai és Raghvendra Sahai, 16 éves „Megfigyelési azonosítás a valószínű közelmúltbeli közös borítékos események mintájáról” 2021. december, Természet csillagászat.
DOI: 10.1038/s41550-021-01528-4
A kutatást a „Valószínű közelmúltbeli közös borítékos események mintájának megfigyelési azonosítása” című dokumentumban tették közzé. Természet csillagászat, szerző: Theo Khouri (Chalmers), Wouter HT Vlemmings (Chalmers), Daniel Tafoya (Chalmers), Andrés F. Pérez-Sánchez (Leiden Egyetem, Hollandia), Carmen Sánchez Contreras (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Spanyolország), José F. Gómez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanyolország), Hiroshi Imai (Kagoshima Egyetem, Japán) és Raghvendra Sahai (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA).
Az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) egy nemzetközi csillagászati létesítmény. ESO, az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa (NSF) és a Japán Nemzeti Természettudományi Intézete (NINS) a Chilei Köztársasággal együttműködve. Az ALMA-t az ESO finanszírozza tagállamai nevében, az NSF a Kanadai Nemzeti Kutatási Tanáccsal (NRC) és a Tudományos és Technológiai Minisztériummal (MOST) együttműködve, valamint a NINS a tajvani Academia Sinica (AS) együttműködésével. és a Koreai Csillagászati és Űrtudományi Intézet (KASI).
Chalmers és az Onsala Space Observatory a kezdetek óta részt vesz az ALMA-ban; a teleszkóp vevői a sok közül. Az Onsala Space Observatory ad otthont a skandináv ALMA Regionális Központnak, amely technikai szakértelemmel látja el az ALMA projektet, és támogatja az északi országok csillagászait az ALMA használatában.
