eso1323no — Pressemelding

Diett med lite natrium gir stjerner interessant alderdom

Nye VLT-observasjoner lager trøbbel for stjerneteorier

29 May 2013

Ut fra gjeldende teorier vil en stjerne som Sola kaste vekk mye av atmosfæren sin når den nærmer seg slutten av livet. Men nye observasjoner av en enorm stjernehop, gjort med ESOs Very Large Telescope, viser at et flertall av de studerte stjernene faktisk aldri kom til dette livsstadiet – stikk i strid med alle forventninger. Det internasjonale forskerteamet fant også ut at mengden natrium i stjernene er en perfekt indikator på hvordan de ender sine liv.

Hvordan stjerner utvikler seg og ender sine liv har i mange år vært ansett for å være godt forstått. Detaljerte datamodeller forutsier at stjerner med omtrent samme masse som Sola mot slutten av sine liv vil gjennomgå en siste fase med heliumbrenning omkring kjernen og samtidig slynge ut enorme mengder gass og støv fra overflaten. Dette utviklingsstadiet kalles "asymptotic giant branch" (AGB), på norsk den asymptotiske kjempegren [1].

Det utslyngede materialet [2] inngår i neste generasjon stjerner, og denne syklusen av massetap og gjenfødelse er avgjørende for å kunne forklare hvordan universets kjemiske sammensetning forandrer seg med tiden. Prosessen skaffer også til veie byggesteinene for planetene og til og med organisk liv.

Da den australske stjerneteoretikeren Simon Campbell (Monash University Centre for Astrophysics i Melbourne) gjennomsøkte gamle forskningsartikler, fant han imidlertid interessante antydninger om at visse stjerner på et eller annet vis omgår "reglene" og kanskje til og med hopper over hele AGB-fasen.

"For en som forsker på stjerneutvikling, framstod dette som galskap!" sier Campbell. "Ifølge våre modeller må alle stjerner gå gjennom AGB-fasen. Jeg dobbeltsjekket alle tidligere studier og oppdaget at dette faktisk ikke hadde blitt undersøkt grundig nok. Jeg bestemte meg for å se nærmere på saken, selv om jeg har lite observasjonell erfaring."

Campbell og forskerteamet brukte ESOs Very Large Telescope (VLT) for å studere lyset fra stjernene i kulehopen NGC 6752 i stjernebildet Påfuglen på den sørlige himmelhalvkule. Denne enorme ballen av gamle stjerner inneholder både en første generasjon stjerner og en andre generasjon som ble dannet på et noe senere tidspunkt [3]. De to generasjonene kan skilles fra hverandre ved å se på hvor mye natrium de inneholder, noe astronomene kan måle takket være den gode kvaliteten på dataene fra VLT og FLAMES-instrumentet, en spektrograf med høy oppløsning som kan observere mange objekter samtidig.

"FLAMES var det eneste instrumentet som gjorde det mulig å innhente data av virkelig høy kvalitet for 130 stjerner av gangen. Med FLAMES kunne vi observere en stor del av kulehopen på en gang," tilføyer Campbell.

Resultatene var overraskende: Alle AGB-stjernene i studien var førstegenerasjonsstjerner med lave natriumnivåer, og ingen av andregenerasjonsstjernene med høye natriumverdier hadde utviklet seg til AGB-stjerner. Opptil 70 prosent av stjernene viste seg ikke å gjennomgå siste runde med fusjonsprosesser og tilhørende massetap [4] [5].

"Det ser ut til at stjerner må gå på en diett med lite natrium for å nå AGB-fasen når de blir gamle. Funnet er viktig av flere grunner. Disse stjernene er de klareste objektene i kulehoper, altså må det finnes 70 prosent færre av de mest lyssterke stjernene enn det dagens teorier forutsier. Det betyr også at stjernemodellene våre er ufullstendige og må modifiseres!" avslutter Campbell.

Forskerteamet forventer at lignende resultater vil framkomme for andre stjernehoper. Ytterligere observasjoner er allerede planlagt.

Fotnoter

[1] AGB-stjerner har fått sitt noe merkelige navn på grunn av plasseringen i Hertzsprung-Russell-diagrammet, som er en skjematisk framstilling av forholdet mellom stjernenes lysstyrke og farge.

[2] I en kort periode lyser det utkastede materialet fordi det utsettes for kraftig ultrafiolett stråling fra stjernen. Dette observerer vi som en planetarisk tåke (se f.eks. eso1317).

[3] Selv om stjernene i en kulehop ble dannet på omtrent samme tid, vet man i dag at disse systemene ikke er like enkle som man først hadde trodd. Vanligvis inneholder de to eller flere stjernepopulasjoner med ulike nivåer av lette grunnstoffer som karbon, nitrogen og ikke minst natrium, som er sentralt i denne nye studien.

[4] Astronomene antar at stjerner som hopper over AGB-fasen, vil utvikle seg direkte til hvite dverger av helium. Disse utstråler sin opplagrede varme og avkjøles gradvis over milliarder av år.

[5] Man antar derimot ikke at natriumet i seg selv er grunnen til forskjellene, men at det må være sterkt knyttet til den underliggende årsaken, som enn så lenge er et mysterium.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i tidsskriftet Nature 29. mai 2013: "Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular cluster stars" av Simon Campbell et al.

Forskerteamet består av Simon W. Campbell (Monash University, Melbourne, Australia), Valentina D’Orazi (Macquarie University, Sydney, Australia; Monash University), David Yong (Australian National University, Canberra, Australia [ANU]), Thomas N. Constantino (Monash University), John C. Lattanzio (Monash University), Richard J. Stancliffe (ANU; Universität Bonn, Tyskland), George C. Angelou (Monash University), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU) og Frank Grundahl (Aarhus Universitet, Danmark).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Simon Campbell
Monash University
Melbourne, Australia
Tlf.: +61 3 9905 4454
E-post: simon.campbell@monash.edu

John Lattanzio
Monash University
Melbourne, Australia
Tlf.: +61 3 9905 4428
E-post: john.lattanzio@monash.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1323 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1323no
Navn:NGC 6752
Type:• Milky Way : Star : Grouping : Cluster : Globular
Facility:Very Large Telescope
Science data:2013Natur.498..198C

Bilder

Kulehopen NGC 6752
Kulehopen NGC 6752
Kulehopen NGC 6752 i stjernebildet Påfuglen
Kulehopen NGC 6752 i stjernebildet Påfuglen

Videoer

Zoom inn på kulehopen NGC 6752
Zoom inn på kulehopen NGC 6752
Et nærmere blikk på kulehopen NGC 6752
Et nærmere blikk på kulehopen NGC 6752

Se også