eso1030pl — Komunikat naukowy

Gwiazdy są po prostu większe

Odkryto gwiazdę o masie 300 mas Słońca

21 lipca 2010

Korzystając z różnych instrumentów na Bardzo Dużym Teleskopie VLT (ESO), astronomowie odkryli najmasywniejsze znane gwiazdy, w tym jedną o masie w momencie narodzin aż 300 razy większej niż masa Słońca, czyli dwukrotnie więcej niż aktualnie akceptowany limit 150 mas Słońca. Istnienie tych potworów – miliony razy jaśniejszych od Słońca, tracących masę poprzez bardzo silne wiatry gwiazdowe – może dostarczyć odpowiedzi na pytanie „jak masywna może być gwiazda?”.

Zespół astronomów prowadzony przez Paula Crowthera, profesora astrofizyki na Uniwersytecie Sheffield, użył Bardzo Dużego Teleskopu VLT (ESO) oraz danych archiwalnych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (NASA/ESA), w celu szczegółowego zbadania dwóch młodych gromad gwiazd: NGC 3603 oraz RMC 136a. NGC 3603 jest kosmiczną fabryką, w której gwiazdy burzliwie formują się z wielkich obłoków gazu i pyłu, położoną 22 000 lat świetlnych od Słońca (eso1005). RMC 136a (bardziej znana jako R136) to inna gromada młodych, masywnych i gorących gwiazd, położona wewnątrz Mgławicy Tarantula, w Wielkim Obłoku Magellana, jednej z sąsiednich galaktyk, 165 000 lat świetlnych od nas (eso0613).

Badacze znaleźli kilka gwiazd o temperaturach powierzchniowych ponad 40 000 stopni, ponad siedem razy więcej niż nasze Słońce, oraz kilkadziesiąt razy większych i kilka milionów razy jaśniejszych. Porównania z modelami prowadzą do wniosków, że niektóre z tych gwiazd narodziły się z masami przekraczającymi 150 mas Słońca. Gwiazda R136a1, znaleziona w gromadzie R136, jest najmasywniejszą gwiazdą kiedykolwiek zaobserwowaną. Ma masę około 265 mas Słońca, a podczas swoich narodzin miała aż 320 mas Słońca.

W NGC 3603 w celu weryfikacji użytych modeli astronomom udało się bezpośrednio zmierzyć masy dwóch gwiazd, które należą do układu podwójnego [1]. Gwiazdy A1, B oraz C w tej gromadzie mają szacowane masy w momencie narodzin ponad albo bliskie 150 mas Słońca.

Bardzo masywne gwiazdy wytwarzają bardzo silne wiatry. „W przeciwieństwie do ludzi, gwiazdy te rodzą się ciężkie i z wiekiem tracą masę” mówi Paul Crowther. „Mają niewiele ponad milion lat, najbardziej ekstremalna gwiazda R136a1 jest już w ‘średnim wieku’ i przeszła intensywną dietę odchudzającą, tracąc piątą część swojej początkowej masy, czyli więcej niż pięćdziesiąt mas Słońca.

Gdyby R136a1 zastąpiła Słońce w Układzie Słonecznym, świeciłaby o tyle razy jaśniej od Słońca, o ile Słońce jest jaśniejsze od Księżyca w pełni. „Jej duża masa zmniejszyłaby długość roku ziemskiego o trzy tygodnie, a Ziemia kąpałaby się w niesamowicie intensywnym promieniowaniu ultrafioletowym, które by uniemożliwiło życie na naszej planecie” mówi członek zespołu Raphael Hirschi z Keele University.

Te superciężkie gwiazdy są niezwykle rzadkie, formują się wyłącznie w najbardziej gęstych gromadach gwiazd. Rozróżnianie pojedynczych gwiazd – dokonane obecnie po raz pierwszy – wymaga doskonałej zdolności rozdzielczej podczerwonych instrumentów VLT [2].

Zespół oszacował także maksymalną możliwą masę dla gwiazd z tej gromady i względną liczbę tych najbardziej masywnych. „Najmniejsze gwiazdy są ograniczone do ponad osiemdziesięciu mas Jowisza, poniżej tej granicy stają się ‘nieudanymi gwiazdami’, czyli brązowymi karłami” mówi członek zespołu Olivier Schnurr z Astrophysikalisches Institut Potsdam. „Nasze nowe odkrycia wspierają poprzednie poglądy, że istnieje też górny limit na to, jak duże mogą być gwiazdy, ale ten limit podnieśliśmy o czynnik dwa, do około 300 mas Słońca”.

W przypadku R136 cztery zaledwie gwiazdy o masie w momencie narodzin ponad 150 mas Słońca dają w sumie prawie połowę wiatru gwiazdowego i promieniowania w całej gromadzie, składającej się z około 100 tysięcy gwiazd. Sama tylko R136a1 energetyzuje swoje otoczenie o więcej niż czynnik piećdziesiąt, w porównaniu do gromady w Mgławicy Oriona, najbliższego Ziemi rejonu formowania się masywnych gwiazd.

Zrozumienie w jaki sposób powstają masywne gwiazdy jest trudne z powodu ich bardzo krótkiego życia i silnych wiatrów, więc zidentyfikowanie tak ekstremalnego przypadku jak R136a1 dodatkowo podnosi poprzeczkę dla teoretyków. „Albo narodziły się tak duże, albo mniejsze gwiazdy połączyły się, aby je stworzyć” wyjaśnia Crowther.

Gwiazdy o masach pomiędzy 8, a 150 masami Słońca wybuchają jako supernowe na koniec swojego krótkiego życia, pozostawiając egzotyczne szczątki - gwiazdy neutronowe lub czarne dziury. Mając teraz dowód na istnienie gwiazd o masach pomiędzy 150, a 300 masami Słońca astronomowie będą rozważać możliwość istnienia wyjątkowo jasnej „pary niestabilnych supernowych”, które niszczą się wzajemnie całkowicie, nie pozostawiając żadnych szczątków i rozprzestrzeniających do dziesięciu mas Słońca żelaza do swojego otoczenia. Kilka kandydatów na takie eksplozje zostało zaproponowanych w ostatnich latach.

R136a1 to nie tylko najmasywniejsza znana gwiazda, ale także gwiazda o największej jasności, prawie 10 milionów razy większej niż Słońce. „Sądząc po rzadkości tych potworów, myślę że rekord ten nie zostanie pobity szybko” konkluduje Crowther.

Uwagi

[1] Gwiazda A1 w NGC 3603 jest układem podwójnym o okresie orbitalnym 3,77 dnia. Dwie gwiazdy w tym systemie mają odpowiednio 120 i 92 razy większą masę niż Słońce, co oznacza, ze uformowały się jako obiekty o masach 148 i 106 mas Słońca.

[2] Zespół użył instrumentów SINFONI, ISAAC oraz MAD zainstalowanych na Bardzo Dużym Teleskopie VLT (ESO) w Paranal w Chile.

Więcej informacji

Wyniki badań zostały zaprezentowane w artykule opublikowanym w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (“The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150 Msun stellar mass limit”, autor P. Crowther i inni).

W skład zespołu badawczego wchodzą: Paul A. Crowther, Richard J. Parker i Simon P. Goodwin (University of Sheffield, Wielka Brytania), Olivier Schnurr (University of Sheffield and Astrophysikalisches Institut Potsdam, Niemcy), Raphael Hirschi (Keele University, Wielka Brytania) oraz Norhasliza Yusof i Hasan Abu Kassim (University of Malaya, Malezja).

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Należy do niego 14 krajów: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz teleskop VISTA, największy na świecie instrument do przeglądów nieba. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 42-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

Kontakt

Krzysztof Czart
Astronomia.pl
Poland
E-mail: k.czart@astronomia.pl

Paul Crowther
University of Sheffield
UK
Tel.: +44 114 222 4291
Tel. kom.: +44 7946 638 474
E-mail: Paul.Crowther@sheffield.ac.uk

Olivier Schnurr
Astrophysikalisches Institut Potsdam
Potsdam, Germany
Tel.: +49 331 7499 353
E-mail: oschnurr@aip.de

Henri Boffin
ESO, La Silla, Paranal and E-ELT Press Officer
Garching, Germany
Tel.: +49 89 3200 6222
Tel. kom.: +49 174 515 43 24
E-mail: hboffin@eso.org

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1030
Bookmark and Share

O komunikacie

Komunikat nr:eso1030pl
Nazwa:RMC 136a
Typ:• X - Star Clusters
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010MNRAS.408..731C

Zdjęcia

The young cluster RMC 136a
The young cluster RMC 136a
Po angielsku
The sizes of stars (annotated)
The sizes of stars (annotated)
Po angielsku
The sizes of stars
The sizes of stars
Po angielsku
The young cluster RMC 136a
The young cluster RMC 136a
Po angielsku

Filmy

Zooming in on the young cluster RMC 136a
Zooming in on the young cluster RMC 136a
Po angielsku

Zobacz też