Kids

eso1523nb — Pressemelding

Kosmisk sommerfugl kommer ut av sin støvete kokong

SPHERE observerer første stadium i dannelsen av planetarisk tåke

10. juni 2015

For første gang har astronomer avbildet det som ser ut til å være en aldrende stjerne som er i ferd med å føde en sommerfugllignende planetarisk tåke. Bildene av den røde kjempestjernen L2 Puppis er blant de skarpeste som ESOs Very Large Telescope noensinne har tatt. Takket være det nyinstallerte SPHERE-instrumentet i ZIMPOL-modus viste dataene også at L2 Puppis har en nær kompanjong. Forskere har fortsatt mange spørsmål rundt stjernenes siste livsstadier, inkludert opprinnelsen til slike bipolare planetariske tåker og deres intrikate og vakre "vinger".

Med en avstand på rundt 200 lysår er L2 Puppis en av de nærmeste røde kjemper man vet er på vei inn i sine siste livsstadier. De nye observasjonene med SPHERE-instrumentet i ZIMPOL-modus, montert på ESOs Very Large Telescope (VLT) i Chile, ble utført i synlig lys ved hjelp av såkalt ekstrem adaptiv optikk. Dette er et system som i enda større grad enn standard adaptiv optikk korrigerer for jordatmosfærens slørende effekt på bilder av nattehimmelen. Et av poengene er at man kan se lyssvake objekter og strukturer nær sterke lyskilder i enda større detalj enn før. De nye bildene er de første resultatene som publiseres fra SPHERE i denne modusen, og dessuten de mest detaljerte som så langt er tatt av en stjerne av denne typen.

ZIMPOL kan produsere bilder med tre ganger høyere skarphet enn Romteleskopet Hubble kan oppnå. De nye observasjonene viser da også støvet som omkring L2 Puppis med stor detaljrikdom [1], og bekrefter tidligere funn med NACO-instrumentet, nemlig at støvet er samlet i en skive, som sett fra Jorda sees nesten rett fra kanten. Dessuten, informasjon fra ZIMPOL om lysets polarisasjon gjorde astronomene i stand til å lage en tredimensjonal modell av støvstrukturene [2].

Astronomene fant ut at støvskiven begynner omkring 900 millioner kilometer fra stjernen, tilsvarende noe lengre enn avstanden fra Sola til Jupiter. Skiven utvider seg slik at det dannes en symmetrisk, traktlignende struktur rundt stjernen. Teamet observerte også en annen lyskilde ca. 300 millioner kilometer (to ganger avstanden fra Sola til Jorda) fra L2 Puppis. Denne svært nære ledsageren er trolig også en rød kjempe. Denne har litt mindre masse enn L2 Puppis, og har ikke kommet like langt i sin utvikling.

Store mengder støv omkring en døende stjerne og tilstedeværelsen av en stjernekompanjong er akkurat det man ifølge dagens teorier trenger for å danne en bipolar planetarisk stjernetåke. I tillegg kreves en god porsjon hell dersom den støvete puppen etter hvert skal utvikle seg til en kosmisk sommerfugl.

"Opprinnelsen til bipolare planetariske tåker er en av de store utfordringene i moderne astrofysikk. Ikke minst skulle vi gjerne hatt bedre innsikt i prosessen der stjernene sprer sine verdifulle, nyproduserte metaller ut i rommet, slik at materialet kan inngå i senere generasjoner av stjerner og planeter" sier Pierre Kervella, hovedforfatteren av forskningsartikkelen.

I tillegg til L2 Puppis' utvidede skive fant teamet to kjegler med materiale som stiger opp vinkelrett på skiven. Enda mer interessant var oppdagelsen av to lange og svakt bøyde søyler med materie. Basert på hvor søylene ser ut til å ha sitt utgangspunkt, kom forskerne fram til hvordan de tror de er skapt: Den ene søylen har trolig oppstått som et resultat av vekselvirkninger mellom materialet fra L2 Puppis og stjernekompanjongens stjernevind og strålingstrykk. Den andre stammer sannsynligvis fra sammenstøt mellom stjernevindene fra de to nære stjernene, eller i forbindelse med en såkalt akkresjonsskive rundt stjernekompanjongen.

Tross de mange usikkerhetene hersker det to ledende teorier for hvordan bipolare planetariske tåker oppstår. Begge forutsetter imidlertid at man har et dobbeltstjernesystem [3]. De nye dataene tyder på at prosesser fra begge teoriene er i aksjon rundt L2 Puppis. Av den grunn kan man kanskje si at det er ganske så sannsynlig at stjerneparet i framtiden vil føde en sommerfugl.

"Stjernekompanjongen kretser rundt L2 Puppis med en periode på bare noen få år, og vi forventer derfor å kunne se hvordan den former støvskiven rundt naboen sin. Vi har her en sjelden og svært interessant mulighet til å følge utviklingen av støvstrukturene rundt stjernen i sanntid," avslutter Pierre Kervella.

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. De nye bildene 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] Støvet i skiven var svært effektivt når det gjaldt å spre stjernenes lys mot Jorda og polarisere det. Dette kunne forskerteamet utnytte til å lage et tredimensjonalt kart over fordelingen av støvet (vha. ZIMPOL- og NACO-data) samt en modell for skiven basert på strålingsmodelleringsprogrammet RADMC-3D, som bruker et gitt sett av parametere for støvets egenskaper for å simulere lysfotoner som forplanter seg gjennom skiven.

[3] Den første teorien går ut på at støvet som produseres av den døende hovedstjernens stjernevind, samler seg i en skive omkring stjernen grunnet påvirkningen fra ledsagerens stjernevinder og strålingstrykk. Ytterligere materie som eventuelt unnslipper hovedstjernen, vil på grunn av denne skiven sluses – eller kanaliseres – inn i to motsatt rettede søyler som står vinkelrett på støvskiven.

Teori nummer to sier at størsteparten av materialet som den døende stjernen kaster ut, trekkes inn mot den nære stjernekompanjongen og begynner å danne en akkresjonsskive og to motsatt rettede partikkelstrømmer eller jeter. Eventuelt restmateriale presses vekk av den døende stjernens stjernevinder og skaper en omliggende sky av gass og støv, akkurat slik tilfellet er for stjerner som dør alene. Stjernekompanjongens nydannede og meget kraftige bipolare jeter graver seg så gjennom det omliggende støvet, hvilket til slutt resulterer i den karakteristiske sommerfuglformen som bipolare planetariske tåker ofte har.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astronomy & Astrophysics 10. juni 2015: "The dust disk and companion of the nearby AGB star L2 Puppis" av P. Kervella et al.

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

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

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

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

Pierre Kervella
Departamento de Astronomía, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Mob.: +33 628 076 550
E-post: pierre.kervella@obspm.fr

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 eso1523 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.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1523nb
Navn:L2 Puppis
Type:Milky Way : Star : Type : Variable
Milky Way : Nebula : Type : Planetary
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2015A&A...578A..77K

Bilder

Bilde fra VLT/SPHERE av stjernen L2 Puppis og dens omgivelser
Bilde fra VLT/SPHERE av stjernen L2 Puppis og dens omgivelser
Bilde fra VLT/SPHERE og NACO av stjernen L2 Puppis og dens omgivelser
Bilde fra VLT/SPHERE og NACO av stjernen L2 Puppis og dens omgivelser
Stjernen L2 Puppis i stjernebildet Akterstavnen
Stjernen L2 Puppis i stjernebildet Akterstavnen
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den røde kjempen L2 Puppis
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den røde kjempen L2 Puppis

Videoer

Zoom inn på den røde kjempen L2 Puppis
Zoom inn på den røde kjempen L2 Puppis

Se også