eso1540is — Fréttatilkynning

Lokakoss dauðadæmdra stjarna

VLT finnur heitasta og massamesta snertitvístirnið

21. október 2015

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga sem notaði Very Large Telescope ESO hefur fundið heitasta og massamesta tvístirnið þar sem stjörnurnar tvær eru svo þétt saman að þær snertast. Stjörnurnar í tvístirnakerfinu VFTS 352 hljóta tilkomumikil örlög þegar þær renna annað hvort saman í eina risastjörnu eða verða að tvöföldu svartholi.

Tvístirnið VFTS 352 er í um 160.000 ljósára fjarlægð frá Jörðinni í Tarantúluþokunni í Stóra Magellansskýinu [1]. Þetta merkilega svæði er virkasti fæðingarstaður stjarna í nágrenni okkar í alheiminum og sýna nýjar mælingar frá VLT sjónauka ESO [2] að þetta unga stjörnupar er eitt hið sérkennilegasta en um leið öfgakenndasta sem fundist hefur.

VFTS 352 samanstendur af tveimur mjög heitum, björtum og efnismiklum stjörnum sem snúast hverjar um aðra á rétt rúmlega einum sólarhring. Aðeins 12 milljón km skilja stjörnurnar að [3]. Raunar eru þær svo þétt saman að yfirborð þeirra snertast og brú hefur myndast milli þeirra. VFTS 352 er ekki aðeins efnismesta kerfi sinnar tegundar — samanlagður massi þeirra er 57 faldur massi sólar — heldur geymir það heitustu stjörnurnar í tvístirnakerfi sem fundist hefur en báðar eru meira en 40.000°C heitar.

Ofsafengnar stjörnur eins og í VFTS 352 leika lykilhlutverk í þróun vetrarbrauta og eru taldar meginuppspretta frumefna á borð við súrefni. Slík tvístirni tengjast líka framandi fyrirbærum eins og „vampírustjörnum“ þar sem minni stjarnan í kerfi sýgur efni frá stærri nágranna sínum (eso1230).

Í tilviki VFTS 352 eru báðar stjörnurnar hins vegar næstum jafn stórar. Þar af leiðandi deila stjörnurnar efni í stað þess að önnur sýgur efni frá hinni [4]. Áætlað er að stjörnurnar í VFTS 352 deili um 30% af efnismassa sínum.

Kerfi af þessu tagi eru afar sjaldgæf því þetta stig í ævi þeirra er stutt. Því er erfitt að grípa þær glóðvolgar að verki. Þar sem stjörnurnar eru svo þéttar telja stjörnufræðingar að sterkir flóðkraftar leiði til aukinnar blöndunnar efnis í iðrum stjarnanna.

„VFTS 352 er besta dæmið sem við höfum fundið til þessa um heitt og massamikið tvístirni þar efnisblöndun af þessu tagi gæti átt sér stað,“ segir Leonardo A. Almeida við São Paulo háskóla í Brasilíu, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina. „Fyrir vikið er þetta mikilvæg og spennandi uppgötvun.“

Stjörnufræðingar spá því að VFTS 352 bíði ofsafengin örlög á einn eða annan hátt. Fyrri möguleikinn er sá að stjörnurnar tvær gætu runnið saman og myndað eina risastjörnu sem snýst mjög hratt og væri mjög segulmögnuð. „Haldi hún áfram að snúast mjög hratt gæti hún endað ævina sem langur gammablossi, ein orkumesta sprenging í alheiminum,“ segir Hugues Sana við Leuvenháskóla í Belgíu sem hafði umsjón með rannsókninni.

Hinn möguleikinn er sá að „stjörnurnar gætu haldist þéttar án þess að VFTS 353 renni saman í eina stjörnu. Það yrði til þess að stjörnurnar færu allt aðra þróunarleið en hefðbundnar spár um þróun stjarna gera ráð fyrir. Báðar myndu þá sennilega enda ævina sem sprengistjörnur og mynda þétt kerfi tveggja svarthola. Slíkt fyrirbæri yrði sterk uppspretta þyngdarbylgna,“ útskýrir Selma de Minka, kennilegur stjarneðlisfræðingur við Amsterdamháskóla.

Að staðfesta þennan seinni möguleika [6] myndi marka tímamótaskref í stjarneðlisfræðingum mælingum. En burtséð frá því hvaða örlög bíða VFTS 352 hefur kerfið þegar veitt stjörnufræðingum dýrmæta innsýn í torskilin þróunarferil massamikilla snertitvístirna.

Skýringar

[1] Heiti tvístirnisins vísar til þess að kerfið var rannsakað í VLT FLAMES Tarantula Survey verkefninu. Verkefnið snýst um að rannsaka 900 stjörnur á 30 Doradus svæðinu í Stóra Magellansskýinu með FLAMES og GIRAFFE mælitækjunum á Very Large Telescope (VLT) ESO. Rannsóknin hefur þegar skilað mörgum spennandi og mikilvægum uppgötvunum, þar á meðal á stjörnu með mestan snúningshraða sem mælst hefur (eso1147), gríðarefnismikilli flóttastjörnu og stakri efnismikilli stjörnu (eso1117). Verkefnið hjálpar til við að svara mörgum grundarvallarspurningum um áhrif snúnings, tvístirnakerfa og hreyfingu þéttra stjörnuþyrpinga á massamiklar stjörnur.

[2] Í rannsókninni var einnig stuðst við birtumælingar á VFTS 352 úr OGLE verkefninu sem gerðar voru yfir tólf ára tímabil.

[3] Báðar stjörnurnar eru af O-gerð. Slíkar stjörnur eru venjulega milli 15 til 80 sinnum massameiri en sólin og geta verið allt að milljón sinnum bjartari. Þær eru svo heitar að þær gefa frá sér skært bláhvítt ljós en yfirborðshitastig þeirra er meira en 30.000°C.

[4] Þessi svæði í kringum stjörnur eru kölluð Roche geirar. Í snertitvístirnum eins og VFTS 352 fylla báðar stjörnur upp í Roche geira sína.

[5] Gammablossar eru hrinur orkuríkrar gammageislunar sem gervitungl á braut um Jörðina nema. Gammablossar eru tvenns konar: Stuttir (innan við fáeinar sekúndur) og langir (meira en fáeinar sekúndur). Langir gammablossar eru algengari og taldir marka endalok massamikilla stjarna og hægt er að tengja þá við mjög orkuríkar sprengistjörnur.

[6] Þyngdarbylgjur, sem almenna afstæðiskenning Einsteins spáir fyrir um, eru gárur í tímarúminu. Miklar þyngdarbylgjur verða til þegar stórar sveiflur verða i sterku þyngdarsviði með tíma, eins og við samruna tveggja svarthola.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá rannsókninni í greininni „Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing“ eftir L. Almeida o.fl. sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal.

Í rannsóknarteyminu eru L.A. Almeida (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, Bandaríkjunum; Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo, Brasilíu), H. Sana (STScI, Baltimore, Maryland, Bandaríkjunum; KU Leuven, Belgíu), S.E. de Mink (University of Amsterdam, Hollandi), F. Tramper (University of Amsterdam, Hollandi), I. Soszynski (Warsaw University Observatory, Póllandi), N. Langer (Universität Bonn, Þýskalandi), R.H. Barba (Universidad de La Serena, Chile), M. Cantiello (University of California, Santa Barbara, Bandaríkjunum), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brasilíu), A. de Koter (University of Amsterdam, Hollandi; Universiteit Leuven, Belgíu), M. Garcia (Centro de Astrobiologa (INTA-CSIC), Spáni), G. Gräfener (Armagh Observatory, Bretlandi), A. Herrero (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spáni; Universidad de La Laguna, Spáni), I. Howarth (University College London, Bretlandi), J. Maíz Apellániz (Centro de Astrobiologa (INTA-CSIC), Spáni), C. Norman (Johns Hopkins University, Bandaríkjunum), O.H. Ramírez-Agudelo (University of Amsterdam, Hollandi) og J.S. Vink (Armagh Observatory, Bretlandi).

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, Íslands
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Leonardo Almeida
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG/USP)
São Paulo, Brazil
Sími: +55 011 3091 2818
Tölvupóstur: leonardodealmeida.andrade@gmail.com

Hugues Sana
University of Leuven
Leuven, Belgium
Sími: +32 (0) 16 32 19 36
Tölvupóstur: hugues.sana@kuleuven.be

Selma de Mink
University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Sími: +31 (0) 6 11 12 15 13
Tölvupóstur: S.E.deMink@uva.nl

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 eso1540.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1540is
Nafn:VFTS 352
Tegund:Local Universe : Star : Grouping : Multiple
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FLAMES
Science data:2015ApJ...812..102A

Myndir

Artist’s impression of the hottest and most massive touching double star
Artist’s impression of the hottest and most massive touching double star
texti aðeins á ensku
Location of VFTS 352 in the Large Magellanic Cloud
Location of VFTS 352 in the Large Magellanic Cloud
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Artist’s impression of the hottest and most massive touching double star
Artist’s impression of the hottest and most massive touching double star
texti aðeins á ensku
Zooming in on VFTS 352
Zooming in on VFTS 352
texti aðeins á ensku
Fulldome artist’s impression of the hottest and most massive touching double star
Fulldome artist’s impression of the hottest and most massive touching double star
texti aðeins á ensku

Sjá einnig