Kozmikus rejtély: A csillagászok füstgyűrűket okádó haldokló csillagokat örökítenek meg

A csillagászok egy vörös óriáscsillagot fedeztek fel, amely soha nem látott részletességgel éli át végső haláltusáját, és egy szokatlan tulajdonságot tár fel. Az úgynevezett sztár V Hydri (vagy röviden V Hya), vegyen ki hat különböző epizódot az anyagból, aszerint Előzetes verzió Elfogadva publikálásra a The Astrophysical Journalban. A titokzatos „füstgyűrűk” kialakulásának pontos mechanizmusa még nem ismert. A megfigyelés azonban felboríthatja a csillagfejlődés e késői szakaszára vonatkozó meglévő modelleket, és jobban megvilágíthatja a Napunk sorsa.

„A V Hydrae azon van, hogy légköre – végül tömegének nagy része – leszakadjon, amit a legtöbb késői stádiumban lévő vörös óriás csinál.” Mark Morris társszerző mondta:, a Kaliforniai Egyetem csillagásza. Azonban „ez az első és egyetlen alkalom, hogy egy sor táguló gyűrűt láttak egy haláltusán átmenő csillag körül – olyan táguló „füstgyűrűk” sorozatát, amelyekről azt hittük, hogy néhány száz évente kifújnak.”

vörös óriások Ez a csillagfejlődés egyik utolsó szakasza. Amint a csillag magja már nem alakítja át a hidrogént héliummá a magfúzió révén, a gravitáció elkezdi összenyomni a csillagot, megemelve belső hőmérsékletét. Ez a folyamat egy inert mag körül égő hidrogénhéjat gyújt meg. Végül a magban uralkodó nyomás és melegedés hatására a csillag drámai mértékben kitágul, átmérője elérte a 62 millió és 620 millió mérföld (100 millió és 1 milliárd km közötti) közötti átmérőt. A felszíni hőmérséklet a csillagok szabványai szerint viszonylag hűvös: 4000-5800 Fahrenheit-fok (2200-3200 Celsius-fok). Így ezek a csillagok narancsvörös megjelenést kölcsönöznek, innen ered a vörös óriás becenév.

Végül a vörös óriás magjában lévő hélium elfogy, és a mag ismét összezsugorodik. Akkor légy sztár aszimptotikus óriás ág (AGB) csillag (a vörös óriás utolsó szakasza). Az AGB csillag belső szerkezete egy központi szénből és oxigénből álló magból, egy héjból, amelyben a fúzió szénné alakítja a héliumot, és egy másik héjból, ahol a hidrogén héliummá alakul. Ezek a csillagok általában 100-1000 naponta drámai, növekvő fényű pulzációt produkálnak. Ezenkívül az intenzív felszíni szelek a csillag körül periplazmának nevezett gázfelhő kialakulását idézik elő.

Ezek az intenzív csillagszelek végül elmozdítják a légkört és a csillaglégkört, és a csillag fehér törpévé válik a bolygóködben. Minél gyorsabban veszít tömegéből egy AGB csillag, annál közelebb van a végső átmenethez. Napunk végül körülbelül 5 milliárd éven belül vörös óriássá válik, végül AGB-vé fejlődik, majd végül bolygóköddé fejlődik fehér törpecsillaggal a közepén.

Ez a folyamat, ahogy a csillagászok évek óta megértették. V Hya szokatlan tulajdonságai azonban arra késztetik őket, hogy újragondolják a dolgokat. A Hidra csillagképben 1300 fényévnyire található V Hya szénben gazdag csillag, ami azt jelenti, hogy atmoszférája több szenet tartalmaz, mint oxigént. Nagy a tömegveszteség mértéke, ezért a csillagászok úgy vélik, hogy a légkör lefejtése során valószínűleg bolygóköd lesz.

Ez az AGB-csillag azért is érdekes, mert nagyjából nyolcévente történik egy nagy plazmakitörés, és körülbelül 17 évente egy éles fényesés következik be. Ezek az események egy alig látható társcsillag jelenlétét jelzik. (A fényerő csökkenését a V Hya előtt elhaladó, a második csillaghoz kapcsolódó felhő okozhatja.)

Ez a legújabb tanulmány a Hubble Űrteleszkóp adatait kombinálja az Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array (ALMA) megfigyeléseivel, amely infravörös, optikai és ultraibolya adatokat tartalmaz, hogy megörökítse a V Hya haláltusáját több hullámhosszon. A csillag messze van, és sűrű por borítja, de az ALMA nagyfelbontású képességei nagyon részletesen felfedték gyűrűit és kifolyásait.

Az időzítés is véletlen volt. „V Hya egy rövid, de döntő fontosságú átmenetben van, amelyen a haldokló csillagok életük végén mennek keresztül” Raghvendra Sahai társszerző mondta:, a NASA Jet Propulsion Laboratory csillagásza. „Ez az a fázis, amikor elveszítik tömegük nagy részét. Ez a fázis valószínűleg nem tart túl sokáig, ezért nehéz elkapni. Szerencsénk volt V Hyával, és le tudtuk fotózni a különböző tevékenységeket ebben a csillagban és körülötte, hogy jobban megértsük, hogyan vesznek el a csillagok. élete végén a tömeg számára haldoklik.”

Sahai és munkatársai úgy találták, hogy a csillag füstgyűrűk sorozatát fújja ki, amelyek körülbelül 2100 év alatt nyúltak kifelé, és egy porkorongszerű tartományt alkottak V Hya körül. a csapat szinkronizált Ez a struktúra DUDE (a lemez dinamikusan bővül).

Megfigyeléseik azt is feltárták, hogy a csillagból ellentétes irányban, a füstgyűrűkre merőlegesen nagy sebességű gázrobbanások indultak ki, amelyek két homokóra alakú szerkezetet alkottak. Ezek a szerkezetek több mint félmillió mérföld/óra (240 km/s) sebességgel bővülnek. „Az a felfedezés, hogy ez a folyamat gázgyűrűk kilövését is magában foglalhatja, és szakaszos, nagy sebességű anyagsugarak előállításával együtt, lenyűgöző új ráncot hoz a sztárok életének befejezésének megértésében.” Morris mondta.

Mindez azt jelzi, hogy a csillag különösen gyors evolúción megy keresztül, ami szembemegy a jelenlegi modellel. „Tanulmányunk drámai módon feltárja, hogy az AGB-csillagok elpusztulásának hagyományos modellje – a tömeges üzemanyagok viszonylag lassú és állandó gömbszelek általi kiszorítása révén, 100 000 éven át vagy még tovább – a legjobb esetben is hiányos, vagy legrosszabb esetben helytelen.” – mondta Sahi. „Nagyon valószínű, hogy egy társcsillag vagy kvázi-csillag fontos szerepet játszik a halálukban. A V Hya esetében egy közeli és egy feltételezett távoli társcsillag kombinációja legalább bizonyos mértékig felelős a jelenlétért hat gyűrűjéből, és a nagy sebességű kitörések, amelyek a csillag csodálatos halálát okozzák.”