Lehdistötiedote
Kaunis sumu, raju historia: tähtien yhteentörmäys on ratkaissut tähtimysteerin
11. huhtikuuta 2024, Turku
Kun tähtitieteilijät tutkivat upean kaasu- ja pölypilven sydämessä sijaitsevaa tähtiparia, he kokivat yllätyksen. Tähtiparit ovat yleensä hyvin samankaltaisia, kuten kaksoset, mutta HD 148937:ssä toinen tähti näyttää nuoremmalta ja on magneettinen. Euroopan eteläisen observatorion (ESO) uudet havainnot viittaavat siihen, että järjestelmässä oli alun perin kolme tähteä, kunnes kaksi niistä törmäsi toisiinsa ja yhdistyi. Tämä hurja tapahtuma synnytti tähtiparia ympäröivän pilven ja muutti lopullisesti järjestelmän kohtalon.
"Taustatietoja lukiessani minua hämmästytti, miten erikoiselta tämä järjestelmä vaikutti", sanoi Abigail Frost, Chilessä asuva ESO:n tähtitieteilijä ja tänään Science-lehdessä julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja. HD 148937-järjestelmä sijaitsee noin 3800 valovuoden päässä Maasta Kulmaviivotin-tähdistön suunnassa. Se koostuu kahdesta tähdestä, jotka ovat paljon Aurinkoa massiivisempia, ja joita ympäröi kaunis pölystä ja kaasusta koostuva tähtisumu. "Kahta massiivista tähteä ympäröivä tähtisumu on harvinaisuus, ja se sai meidät todellakin tuntemaan, että tässä järjestelmässä on täytynyt tapahtua jotain erityistä. Kun katsoimme dataa, tämä tunne vain lisääntyi."
"Tarkan analyysin jälkeen pystyimme toteamaan, että massiivisempi tähti vaikuttaa paljon nuoremmalta kuin sen kumppanitähti, mikä ei käy järkeen, koska niiden olisi pitänyt muodostua samaan aikaan!" Frost sanoi. Toinen tähti näyttää olevan ainakin 1,5 miljoonaa vuotta toista nuorempi, ja tämä ikäero viittaa siihen, että jonkin on täytynyt nuorentaa massiivisempaa tähteä.
Palapelin toinen osa on tähtiä ympäröivä tähtisumu, eli NGC 6164/6165. Se on 7500 vuotta vanha eli satoja kertoja nuorempi kuin molemmat tähdet. Sumussa on myös erittäin suuria määriä typpeä, hiiltä ja happea. Tämä on yllättävää, sillä näitä alkuaineita on yleensä syvällä tähden sisällä, ei sen ulkopuolella. On aivan kuin jokin hurja tapahtuma olisi saanut ne liikkeelle.
Selvittääkseen tätä arvoitusta tutkimusryhmä teki yhdeksän vuoden ajan havaintoja PIONIER- ja GRAVITY-instrumenteilla, jotka molemmat ovat ESO:n Very Large Telescope Interferometer, eli VLTI:ssä, joka sijaitsee Chilen Atacaman autiomaassa. He käyttivät myös ESO:n La Sillan observatoriossa sijaitsevan FEROS-instrumentin arkistodataa.
"Uskomme, että tässä järjestelmässä oli alun perin ainakin kolme tähteä. Kahden niistä täytyi olla lähellä toisiaan jossain vaiheessa kiertoratojaan, kun taas kolmas tähti oli paljon kauempana", selitti Hugues Sana, belgialaisen KU Leuvenin professori ja havaintojen päätekijä. "Kaksi sisempää tähteä yhdistyivät hurjassa prosessissa, jolloin syntyi magneettinen tähti ja ulos virtaavaa materiaa, joka synnytti tähtisumun. Kauempana oleva tähti asettui uudelle kiertoradalle juuri sulautuneen, ja nyt magneettisen tähden kanssa. Näin kaksoistähti syntyi, ja näemme sen nykyään tähtisumun keskellä."
"Sulautumisskenaario oli mielessäni jo vuonna 2017, kun tutkin Euroopan avaruusjärjestön Herschel-avaruusteleskoopilla tehtyjä tähtisumuhavaintoja", lisäsi yksi tutkimuksen kirjoittajista Laurent Mahy, joka toimii nykyisin vanhempana tutkijana Belgian kuninkaallisessa observatoriossa. "Tähtien välisen ikäeron löytäminen viittaa siihen, että tämä skenaario on uskottavin, ja sen osoittaminen oli mahdollista vain uusien ESO-havaintojen avulla."
Tämä skenaario selittää myös sen, miksi toinen järjestelmän tähdistä on magneettinen ja toinen ei. Tämä on toinen HD 148937:n erikoinen piirre, joka havaittiin VLTI-datassa.
Samalla tämä auttaa ratkaisemaan tähtitieteen pitkäaikaisen arvoituksen, eli miten massiiviset tähdet saavat magneettikenttänsä. Magneettikentät ovat yleisiä Auringon kaltaisissa pienimassaisissa tähdissä, mutta massiivisemmat tähdet eivät pysty ylläpitämään magneettikenttiä samalla tavalla. Jotkin massiiviset tähdet ovat kuitenkin magneettisia.
Tähtitieteilijät olivat jo jonkin aikaa epäilleet, että massiiviset tähdet voivat saada magneettikenttiä kahden tähden yhdistyessä. Tämä on kuitenkin ensimmäinen kerta, kun tutkijat löytävät tästä suoraa näyttöä. HD 148937:n tapauksessa sulautumisen on täytynyt tapahtua hiljattain. "Massiivisten tähtien magneettisuuden ei odoteta kestävän kovinkaan kauan tähden elinikään verrattuna, joten näyttää siltä, että olemme havainneet tämän harvinaisen tapahtuman hyvin pian sen tapahtumisen jälkeen", Frost lisäsi.
ESO:n ELT-teleskooppi (Extremely Large Telescope), jota parhaillaan rakennetaan Chilen Atacaman autiomaassa, antaa tutkijoille mahdollisuuden selvittää tarkemmin, mitä tässä tähtijärjestelmässä tapahtui paljastaen kenties vielä lisää yllätyksiä.
Lisätietoa
Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltään “A magnetic massive star has experienced a stellar merger”, joka julkaistaan Science (www.science.org/doi/10.1126/science.adg7700) -lehdessä. Artikkeli julkaistaan Science:ssa painettuna perjantaina 12. huhtikuuta 2024, ja se julkaistaan verkossa torstaina kello 14:00 Yhdysvaltain itäistä aikaa (20:00 CEST) 11. huhtikuuta 2024. Julkaisusulun alaisen artikkelin lopullista versiota voi tarkastella osoitteesta https://www.eurekalert.org/press/scipak/, tai ota julkaisusulun aikana yhteyttä sähköpostilla scipak@aaas.org.
Tutkimus on saanut rahoitusta Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) Euroopan unionin Horisontti 2020 -tutkimus- ja innovaatio-ohjelman puitteissa (apurahasopimus numero 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).
Tutkimuksessa mukana ovat olleet: A. J. Frost (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile] ja Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgia [KU Leuven]), H. Sana (KU Leuven), L. Mahy (Royal Observatory of Belgium, Belgia ja KU Leuven), G. Wade (Department of Physics & Space Science, Royal Military College of Canada, Kanada [RMC Space Science]), J. Barron (Department of Physics, Engineering & Astronomy, Queen’s University, Kanada ja RMC Space Science), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, Centre national de la Recherche Scientifique, Institute de Planétologie et d’Astrophyisique de Grenoble, Ranska), A. Mérand (European Southern Observatory, Garching, Saksa [ESO]), F. R. N. Schneider (Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Saksa ja Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Saksa), T. Shenar (The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Israel ja KU Leuven), R. H. Barbá (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de La Serena, Chile), D. M. Bowman (School of Mathematics, Statistics and Physics, Newcastle University, Yhdistynyt kuningaskunta ja KU Leuven), M. Fabry (KU Leuven), A. Farhang (School of Astronomy, Institute for Research in Fundamental Sciences, Iran), P. Marchant (KU Leuven), N. I. Morrell (Las campanas Observatory, Carnegie Observatories, Chile) ja J. V. Smoker (ESO Chile and UK Astronomy Technology centre, Royal Observatory, Yhdistynyt kuningaskunta).
Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.
Linkit
- Tutkimusartikkeli (ennakkojulkaisu; artikkelin lopullista versiota voi tiedustella osoitteesta https://www.eurekalert.org/press/scipak/, tai lähetä julkaisusulun aikana kysely osoitteeseen scipak@aaas.org)
- VLT/VLTI:n kuvia
- Lue lisää ESO:n Erittäin suuresta teleskoopista omalta verkkosivulta ja lehdistötiedotteesta
- Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
- Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!
Yhteystiedot
Abigail Frost
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Puh.: +44 79 8353 9292
Sähköposti: Abigail.Frost@eso.org
Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Puh.: +32 479 50 46 73
Sähköposti: hugues.sana@kuleuven.be
Laurent Mahy
Royal Observatory of Belgium
Brussels, Belgium
Puh.: +32 476 23 60 06
Sähköposti: laurent.mahy@oma.be
Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org
Lê Binh San PHAM
Communication Officer, Royal Observatory of Belgium
Brussels, Belgium
Sähköposti: lebinhsan.pham@oma.be
Pasi Nurmi (press contact Suomi)
ESO Science Outreach Network
and University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Email: eson-finland@eso.org
