eso1546nb — Pressemelding

VLT avdekket hemmeligheten bak aldrende kjempestjernes vekttap

25. november 2015

Et astronomteam har ved hjelp av ESOs Very Large Telescope (VLT) tatt de mest detaljerte bilder noensinne av hyperkjempen VY Canis Majoris. Rundt kjempestjernen er det nå observert uventede store støvpartikler, noe som omsider kan forklare hvordan stjerner som dette er i stand til å kvitte seg med enorme mengder materiale mot slutten av sine liv. Slankeprosessen er en forutsetning for at VY Canis Majoris og andre kjempestjerner skal kunne ende opp som supernovaer.

VY Canis Majoris er et beist av en stjerne. Den klassifiseres som en rød hyperkjempe og er en av de største stjerner man kjenner til i Melkeveien. Den er 30–40 ganger mer massiv enn Sola og sender ut 300 000 ganger mer energi. Stjernen befinner seg i sine siste livsstadier og har derfor est voldsomt ut. I nåværende stadium ville den strukket seg ut forbi Jupiters bane dersom den hadde tatt Solas plass i vårt eget solsystem.

De nye observasjonene av VY Canis Majoris ble utført med SPHERE-instrumentetVLT. Instrumentet har et system som i enda større grad enn standard adaptiv optikk korrigerer for jordatmosfærens slørende effekt på bilder av nattehimmelen. Dermed man kan studere strukturer som befinner seg svært nær sterke lyskilder [1]. Observasjonene med SPHERE viste tydelig hvordan strålingen fra VY Canis Majoris lyste opp materialet som omgir stjernen.

Med SPHERE i såkalt ZIMPOL-modus kunne forskerteamet trenge dypt inn i gass- og støvskyen rundt stjernen. I tillegg kunne de se hvordan stjernelyset ble spredt og polarisert av det omliggende materialet. Disse målingene var nøkkelen til å forstå egenskapene til støvet rundt stjernen.

Grundige analyser av polarisasjonsdataene avdekket at støvpartiklene var forholdsvis store, nærmere bestemt 0,5 mikrometer. Det kan kanskje virke lite, men partiklene er ca. 50 ganger større enn det kosmiske støvet man vanligvis finner i det interstellare rom.

Når aldrende, massive stjerner utvider seg, mister de store mengder materiale. Hvert eneste år forsvinner støv og gass tilsvarende 30 ganger Jordas masse fra overflaten til VY Canis Majoris. Denne gass- og støvskyen presses utover før stjernen eksploderer som supernova. Noe av støvet ødelegges i eksplosjonen, mens resten fyker ut i det interstellare rom. Det overlevende støvet, sammen med tunge grunnstoffer som ble dannet i supernovaeksplosjonen, vil senere inngå i neste generasjon stjerner, som i sin tur kanskje bruker noe av det til å lage planeter.

Fram til nå har det vært en gåte hvordan materialet i den øvre atmosfæren til disse hyperkjempene skyves ut i rommet før stjernen eksploderer. Den mest sannsynlige forklaringen har vært strålingstrykket, altså kraften forårsaket av selve lyset (fotonene) fra stjernen. Siden dette strålingstrykket er svært lite, avhenger prosessen av store støvpartikler for å sikre et stort nok overflateareal til at støvet skyves vekk fra stjernen [2].

«Massive stjerne lever korte liv,» forklarer hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Peter Scicluna (Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan). «Når slutten nærmer seg, kvitter de seg med mye masse. Tidligere kunne vi bare lage teorier for hvordan dette foregikk. Med de nye SPHERE-dataene har vi imidlertid oppdaget store støvpartikler omkring denne hyperkjempen. Disse er store nok til å bli dyttet vekk av stjernens intense stråling, hvilket altså forklarer stjernen raske massetap.»

De store støvpartiklene som ble observert så nær stjernen, innebærer at skyen effektivt sprer stjernens synlige lys og dermed skyves utover av strålingstrykket. Størrelsen på støvkornene betyr dessuten at mye av støvet trolig vil overleve den voldsomme strålingen som produseres idet VY Canis Majoris møter sin eksplosive skjebne [3]. Støvet vil da bli del av det interstellare medium, som danner grunnlaget for framtidige stjernegenerasjoner og planeter.

Fotnoter

[1] SPHERE/ZIMPOL tar i bruk ekstrem adaptiv optikk for å danne diffraksjonsbegrensede bilder. Sammenlignet med andre adaptiv optikk-systemer gjør dette at teleskopet kommer enda nærmere sin maksimale teoretiske oppløsning, dvs. slik den ville vært om Jorda ikke hadde noen atmosfære. Med ekstrem adaptiv optikk kan astronomene dessuten se meget lyssvake objekter svært nære lyssterke stjerner.

Bildene i den nye studien ble tatt i synlig lys, altså på kortere bølgelengder enn det nær-infrarøde bølgelengdeområdet som de fleste tidligere adaptiv optikk-systemer opererte i. Disse to faktorene gav betydelig skarpere bilder enn tidligere VLT-observasjoner. Enda høyere oppløsning er oppnådd med VLTI (Very Large Telescope Interferometer), men interferometeret tar ikke bilder på samme måte som et vanlig teleskop/kamera (bildene må rekonstrueres i datamaskiner).

[2] Støvpartiklene må være store nok til at stjernelyset kan dytte dem utover, men ikke så store og massive at de synker ned mot stjerneoverflaten igjen. Hvis partiklene derimot er for små, vil stjernelyset mer eller mindre gå rett gjennom dem og ikke utøve nok kraft på dem. Støvet som astronomene observerte rundt VY Canis Majoris, hadde akkurat den størrelsen som skulle til for at stjernelyset på mest mulig effektivt vis kunne presse dem utover.

[3] Supernovaeksplosjonen kommer til å inntreffe snart – på astronomisk tidsskala. Det er ingen grunn til bekymring, for vi snakker trolig her om flere hundretusener av år fram i tid. Sett fra Jorda vil det bli en spektakulær begivenhet. Eksplosjonen vil kanskje lyse om kapp med fullmånen, men vil ikke være farlig for livet på planeten vår.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astronomy & Astrophysics: «Large dust grains in the wind of VY Canis Majoris» av P. Scicluna et al.

Forskerteamet består av P. Scicluna (Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan), R. Siebenmorgen (ESO, Garching, Tyskland), J. Blommaert (Vrije Universiteit, Brüssel, Belgia), M. Kasper (ESO, Garching, Tyskland), N.V. Voshchinnikov (St. Petersburg University, St. Petersburg, Russland), R. Wesson (ESO, Santiago, Chile) og S. Wolf (Kiel University, Kiel, Tyskland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. 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 har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. 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 en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Peter Scicluna
Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics
Taiwan
Tlf.: +886 (02) 2366 5420
E-post: peterscicluna@asiaa.sinica.edu.tw

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

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1546 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 astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1546nb
Navn:VY Canis Majoris
Type:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Supergiant
Facility:Very Large Telescope
Science data:2015A&A...584L..10S

Bilder

Omgivelsene til VY Canis Majoris avbildet med SPHERE på VLT
Omgivelsene til VY Canis Majoris avbildet med SPHERE på VLT
Posisjonen til den røde hyperkjempen VY Canis Majoris
Posisjonen til den røde hyperkjempen VY Canis Majoris
Vidvinkelbilde av himmelen rundt stjernen VY Canis Majoris
Vidvinkelbilde av himmelen rundt stjernen VY Canis Majoris

Videoer

Zoom inn på den røde hyperkjempen VY Canis Majoris
Zoom inn på den røde hyperkjempen VY Canis Majoris

Se også