eso1523is — Fréttatilkynning

Geimfiðrildi brýst fram úr rykhýði

SPHERE varpar ljósi á fyrstu stigin í myndun hringþoku

10. júní 2015

Á einum skýrustu og skörpustu myndum sem teknar hafa verið með Very Large Telescope ESO sést stjarna, í fyrsta sinn, á fyrstu stigum þess að verða að hringþoku. Myndir ZIMPOL búnaðarins í SPHERE mælitækinu nýja af rauðu risastjörnunni L2 Puppis leiddu einnig í ljós fylgistjörnu. Þrátt fyrir þetta halda ævilok stjarna og uppruni tvípóla þoka af þessu tagi, sem og flókin stundaglaslaga form þeirra, áfram að valda stjörnufræðingum miklum heilabrotum.

Í um 200 ljósára fjarlægð frá Jörðinni er L2 Puppis ein nálægasta rauða risastjarnan sem er að komast á lokastig ævi sinnar. Fyrir skömmu tóku stjörnufræðingar mynd af henni í sýnilegu ljós með ZIMPOL búnðinum á SPHERE mælitækinu og aðlögunarsjóntækni — tækni sem leiðréttir bjögun lofthjúpsins þannig að ljósmyndir verða mun skýrari en ella og gerir kleift að greina daufari fyrirbæri og myndanir við bjartar ljósuppsprettur. Þetta eru fyrstu niðurstöðurnar sem birtar eru eftir mælingar búnaðainrs og nákvæmasta rannsókn sem gerð hefur verið á stjörnu af þessu tagi.

ZIMPOL getur náð þrisvar sinnum skarpari myndum en Hubble geimsjónauki NASA og ESA og sýna nýju myndirnar enda rykið í kringum L2 Puppis í smáatriðum [1]. Myndirnar staðfesta eldri niðurstöður, sem fengust með mælingum NACO, að rykið væri í skífu sem, frá Jörðu séð, er næstum á rönd. Upplýsingar um um skautun ljóssins gerðu stjörnufræðingum ennfremur kleift að útbúa þrívítt líkan af uppbyggingu ryksins [2].

Stjörnufræðingarnir komust að því að innri brún rykskífunnar var í um 900 milljón km fjarlægð frá stjörnunni — örlítið lengra en sem nemur fjarlægðinni milli sólar og Júpíters. Utar rís skífan upp á við og myndar nokkurs konar kraga í kringum stjörnuna. Einnig fannst önnur ljósuppspretta í um 300 milljón km fjarlægð frá stjörnunni — tvöföld fjarlægðin milli Jarðar og sólar — sem er fylgistjarna, hugsanlega annar rauður risi, álíka massamikill, en yngri.

Þessi blanda fylgistjörnu og mikils ryks í kringum dauðvona stjörnuna er nákvæmlega kerfi af því tagi sem búast má við að myndi tvípóla hringþoku. Hins vegar virðist einnig þurfa nokkra lukku til að útkoman verði fögur, fiðrildalaga geimþoka.

„Uppruni tvípóla hringþoka er ein helsta ráðgátan í nútíma stjarnvísindum, sér í lagi nákvæmlega hvernig stjörnurnar varpa málmum út í geiminn — þetta mikilvæga ferli sem sáir fræjunum sem verða að næstu kynslóðum sólkerfa,“ útskýrir Pierre Karvella, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina.

Fyrir utan kragann í skífunni í kringum L2 Puppis fundust einnig tværi efniskeilur sem rísa hornrétt á skífuna. Í keilunum eru tveir langir efnisstólpar sem sveigja lítillega. Út frá upprunastað strókanna álykta stjörnufræðingarnir að annar þeirra sé sennilega tilkominn vegna víxlverkunnar milli efnis frá L2 Puppis og vindum og geislunarþrýstingi frá fylgistjörnunni, en hinn strókurinn rís íklega vegna árekstra milli vinda frá stjörnunum tveimur eða sé afleiðing aðsópskringlu í kringum fylgistjörnuna.

Þótt enn sé margt á huldu um tvípóla hringþokur njóta tvær kennningar um uppruna þeirra mestrar hylli og báðar fela þær í sér tvístirnakerfi [3]. Myndirnar nýju benda til þess að ferli sem báðar kenningar spá fyrir um eigi sér stað í kringum L2 Puppis, svo allar líkur eru á því að stjörnuparið muni, með tíð og tíma, geta af sér fiðrildalaga hringþoku.

„Fylgistjarnan gengur um L2 Puppis á örfáum árum, svo við eigum von á að sjá hana móta rykskífuna. Við munum geta fylgst með rykmyndunum í kringum stjörnuna þróast í rauntíma, sem er einstaklega sjaldgæft og spennandi,“ segir Pierre Kervella að lokum.

Skýringar

[1] SPHERE/ZIMPOL beitir aðlögunarsjóntækni til að taka ljósmyndir sem eru komast mun nær greinigæðum geimsjónauka en eldri tæki búin aðlögunarsjóntækni. Aðlögunarsjóntæknin sem hér um ræðir gerir mönnum líka kleift að greina mun daufari fyrirbæri mjög nálægt bjartri stjörnu. Þessar myndir eru ennfremur á sýnilega sviðinu og því með styttri bylgjulengdir en nær-innrauðu myndirnar sem eldri aðlögunarsjóntæki tóku alla jafna. Þessir tveir þættir skila mun skýrari og skarpari myndum en eldri myndir VLT. VLTI hefur enn betri greinigæði en víxlmælirinn tekur ekki ljósmyndir á sama hátt.

[2] Rykið í skífunni dreifir ljósinu frá stjörnunni að Jörðinni og skautar það. Stjörnufræðingarnir gátu notfært sér þann eiginleika til að útbúa þrívítt kort af rykhjúpnum með gögnum frá bæði ZIMPOL og NACO og gera síðan líkan af skífunni með RADMC-3D forritinu sem líkir eftir ferli ljóseinda sem berast í gegnum rykið.

[3] Fyrri kenningin er sú að rykið sem meginstjarna, sú sem er deyjandi, sé haldið í skefjum í nokkurs konar kleinuhring í kringum stjörnuna af stjörnuvindum og geislunarþrýstingi frá fylgistjörnunni. Allt frekara massatap frá meginstjörnunni fer þá í gegnum þessa skífu líkt og í trekt út á við í tvo gagnstæða stólpa hornrétt á skífuna.

Seinni kenningin er sú að efn nálæg fylgistjarna dragi til sín efnið sem deyjandi stjarnan varpar frá sér sem byrjar þá að mynda aðsópskringlu og öfluga stróka. Allt efni sem eftir er þrýstist burt frá deyjandi stjörnunni stjörnuvindum, myndar ský úr gasi og ryki í kring, eins og venjulega myndi gerast í kerfi með einni stjörnu. Nýtilkomnir tvípóla strókar fylgistjörnurnnar, sem ferðast með mun meiri krafti en stjörnunvindarnir frá deyjandi stjörnunni, sverfa tvö holrúm í gegnum rykið í kring, sem leiðir til tvípóla hringþoku.

Frekari upplýsingar

Greint er frá þessari rannsókn í greininni „The dust disk and companion of the nearby AGB star L2 Puppis“, eftir P. Kervella, o.fl.., sem birtist í tímaritinu Astronomy & Astrophysics hinn 10. júní 2015.

Í rannsóknarteyminu eru P. Kervella (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS/INSU, Frakklandi; Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile; LESIA Observatoire de Paris, CNRS, UPMC; Université Paris-Diderot, Meudon, Frakklandi), M. Montargès (LESIA, Frakklandi;  Institut de Radio-Astronomie Millimétrique, St Martin d’Hères, Frakklandi), E. Lagadec (Laboratoire Lagrange, Université de Nice-Sophia Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frakklandi), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, Tucson, Arizona, Bandaríkjunum), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), J. H. Girard (ESO, Chile), K. Ohnaka (Instituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), G. Perrin (LESIA, Frakklandi) og A. Gallenne (Universidad de Concepción, Departamento de Astronomía, Concepción, Chile).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Pierre Kervella
Departamento de Astronomía, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Farsími: +33 628 076 550
Tölvupóstur: pierre.kervella@obspm.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1523.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1523is
Nafn:L2 Puppis
Tegund:Milky Way : Star : Type : Variable
Milky Way : Nebula : Type : Planetary
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2015A&A...578A..77K

Myndir

VLT/SPHERE image of the star L2 Puppis and its surroundings
VLT/SPHERE image of the star L2 Puppis and its surroundings
texti aðeins á ensku
VLT/SPHERE and NACO image of the star L2 Puppis and its surroundings
VLT/SPHERE and NACO image of the star L2 Puppis and its surroundings
texti aðeins á ensku
The star L2 Puppis in the constellation of Puppis
The star L2 Puppis in the constellation of Puppis
texti aðeins á ensku
Wide-field view of the sky around the red giant star L2 Puppis
Wide-field view of the sky around the red giant star L2 Puppis
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Zooming in on the red giant star L2 Puppis
Zooming in on the red giant star L2 Puppis
texti aðeins á ensku

Sjá einnig