300 sólmassa risastjarna uppgötvuð
Sævar Helgi Bragason
21. júl. 2010
Fréttir
Stjörnufræðingar hafa með hjálp nokkurra mælitækja Very Large Telescope ESO fundið massamestu stjörnuna hingað til. Hún myndaðist með 300 sinnum meiri massa en sólin okkar. Þetta er rúmlega tvöfalt meiri massi en hin viðteknu mörk segja til um en samkvæmt þeim geta stjörnur ekki verið mikið meira en 150 sólmassar.
Stjörnufræðingar hafa með hjálp nokkurra mælitækja Very Large Telescope ESO fundið massamestu stjörnuna hingað til. Hún myndaðist með 300 sinnum meiri massa en sólin okkar. Þetta er rúmlega tvöfalt meiri massi en hin viðteknu mörk segja til um en samkvæmt þeim geta stjörnur ekki verið mikið meira en 150 sólmassar. Þessar risastjörnur gefa frá sér nokkrum milljón sinnum meiri orku en sólin okkar og missa massa með öflugum stjörnuvindum. Þær gætu hjálpað okkur að svara spurningunni hve massamiklar stjörnur geta orðið.
Hópur stjarnvísindamanna undir forystu Paul Crowther, prófessors í stjarneðlisfræði við háskólann í Sheffield, hefur notað Very Large Telescope (VLT) ESO og eldri gögn frá Hubblessjónauka NASA og ESA, til að rannsaka tvær ungar stjörnuþyrpingar, NGC 3606 og RMC 136a. Í NGC 3603 myndast nýjar stjörnur ört úr stóru gas- og rykskýi í 22.000 ljósára fjarlægð frá sólinni (eso1005). RMC 136a, betur þekkt sem R136, er önnur þyrping ungra, massamikilla og heitra stjarna í Tarantúluþokunni í Stóra-Magellanskýinu, einni nágrannavetrarbraut okkar, í 165.000 ljósára fjarlægð.
Stjörnufræðingarnir fundu nokkrar stjörnur með yfir 40.000 gráðu yfirborðshitastig (meira en sjö sinnum heitari en sólin okkar), meira en tíu sinnum stærri og nokkrum milljón sinnum bjartari en sólin okkar. Líkön benda til að sumar voru meira en 150 sólmassar þegar þær mynduðust. Stjarnan R136a1 í R136 þyrpingunni er massamesta stjarna sem þekkist, 265 sinnum massameiri en sólin. Þegar hún myndaðist var hún 320 sinnum massameiri en sólin. Í NGC 3603 mældu stjörnufræðingar massa tveggja stjarna í tvístirnakerfi [1]. Útreikningar benda til að stjörnurnar A1, B og C í þyrpingunni hafi verið um eða yfir 150 sólmassar þegar þær mynduðust.
Massamiklar stjörnur geisla frá sér mikilli orku. „Ólíkt mannfólkinu fæðast þessar stjörnur stórar og þungar en léttast með aldrinum“ segir Paul Crowther. „Stærsta stjarnan, R136a1, er rétt rúmlega milljón ára gömul en þegar orðin miðaldra. Hún hefur lést umtalsvert, losað sig við fimmtung af upphafsmassa sínum eða meira en fimmtíu sólmassa.“
Væri R136a1 sett í sólar stað í miðju okkar sólkerfis skini hún álíka skært og sólin skín miðað við fullt tungl. „Hár massi hennar stytti árið niður í þrjár vikur og baðaði jörðina sterkri útblárri geislun sem gerði lífið á reikistjörnunni okkar ómögulegt“ segir Raphael Hirsch frá Keele-háskóla og meðlimur í rannsóknarhópnum.
Þessar ofvöxnu stjörnur eru fágætar og myndast eingöngu innan í þéttum stjörnuþyrpingum. Með hjálp mikilla greinigæða innrauðra mælitækja VLT hefur nú í fyrsta sinn tekist að sundurgreina stakar stjörnur í þyrpingunum [2].
Hópurinn áætlaði hámarksmassa stjarna í þyrpingunum og fjölda massamestu stjarnanna. „Smæstu stjörnurnar eru rétt rúmlega áttatíu sinnum massameiri en Júpíter, séu þær minni eru þær misheppnaðar stjörnur, svonefndir brúnir dvergar“ segir Olivier Schurr frá Stjarneðlisfræðistofnunni í Potsdam. „Rannsóknir okkar styðja þá tilgátu að takmörk eru fyrir því hve stórar stjörnur geta orðið, þó efri mörkin hafi tvöfaldast og séu nú um 300 sólmassar.“ Í R136 eru aðeins fjórar stjörnur sem voru meira en 150 sólmassar þegar þær mynduðust. Þær eiga engu að síður sök á nærri helmingi geislunar og stjörnuvinda í þyrpingunni sem inniheldur um það bil 100.000 stjörnur. Stjarnan R136a1 leggur um fimmtíu sinnum meiri orku til umhverfis síns en allar stjörnurnar í Sverðþokunni í Óríon samanlagt, sem er nálægasta stóra stjörnumyndunarsvæðið við jörðina.
Það hefur reynst stjörnufræðingum örðugt að skilja hvernig svona massamiklar stjörnur myndast því ævi þeirra er stutt og massatapið hratt. Að útskýra tilvist jafn stórra stjarna og R136a1 á eftir að reynast kennilegum stjarneðlisfræðingum talsverð áskorun. „Annað hvort mynduðust stjörnurnar þetta stórar, eða við sameiningu smærri stjarna í eina“ útskýrir Crowther.
Stjörnur sem eru milli 8 og 150 sólmassar enda líf sitt sem sprengistjörnur og skilja eftir sig framandi leifar, annað hvort nifteindastjörnur eða svarthol. Það að til séu stjörnur milli 150 og 300 sólmassar leiðir líkum að því að tilvist sérstaklega bjartra sprengistjarna, sem springa í tætlur og skilja ekki eftir sig neinar leifar og dreifa allt að tíu sólmössum af járni út í geiminn. Á undanförnum árum hafa nokkrar óvenju bjartar sprengistjörnur sést sem gætu mögulega verið af þessari tegund.
R136a1 er ekki einungis massamesta stjarna sem fundist hefur, heldur líka sú bjartasta, nærri 10 milljón sinnum bjartari en sólin okkar. „Ég tel ólíklegt að stærri stjarna finnist á næstunni, sérstaklega þegar litið er til þess hve sjaldgæfar þessar risastjörnur eru“ segir Crowther að endingu.
Skýringar
[1] Stjarnan A1 í NGC 3603 er tvístirni með 3,77 daga umferðartíma. Stjörnurnar tvær eru 120 og 92 sinnum massameiri en sólin. Þegar þær mynduðust voru þær 148 og 106 sólmassar.
[2] Hópurinn notaði SINFONI, ISAAC og MAD mælitækin á Very Large Telescope ESO í Paranal í Chile.
Frekari upplýsingar
Niðurstöður þessarar rannsóknar eru birtar í grein í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society („The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150 Msun stellar massa limit“ eftir P. Crowther et al.).
Í rannsóknarhópnum eru Paul A. Crowther, Richard J. Parker og Simon P. Goodwin (Sheffield-háskóla í Bretlandi), Olivier Schnurr (Sheffied-háskóla og Stjarneðlisfræðistofnuninni í Potsdam í Þýskalandi), Raphael Hirschi (Keele-háskóla í Bretlandi) og Norhasliza Yusof og Hasan Abu Kassim (Malaya-háskóla í Malasíu).
ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO 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 VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Iceland
Cell: +354-896-1984
Email: [email protected]
300 sólmassa risastjarna uppgötvuð
Sævar Helgi Bragason 21. júl. 2010 Fréttir
Stjörnufræðingar hafa með hjálp nokkurra mælitækja Very Large Telescope ESO fundið massamestu stjörnuna hingað til. Hún myndaðist með 300 sinnum meiri massa en sólin okkar. Þetta er rúmlega tvöfalt meiri massi en hin viðteknu mörk segja til um en samkvæmt þeim geta stjörnur ekki verið mikið meira en 150 sólmassar.
Stjörnufræðingar hafa með hjálp nokkurra mælitækja Very Large Telescope ESO fundið massamestu stjörnuna hingað til. Hún myndaðist með 300 sinnum meiri massa en sólin okkar. Þetta er rúmlega tvöfalt meiri massi en hin viðteknu mörk segja til um en samkvæmt þeim geta stjörnur ekki verið mikið meira en 150 sólmassar. Þessar risastjörnur gefa frá sér nokkrum milljón sinnum meiri orku en sólin okkar og missa massa með öflugum stjörnuvindum. Þær gætu hjálpað okkur að svara spurningunni hve massamiklar stjörnur geta orðið.
Hópur stjarnvísindamanna undir forystu Paul Crowther, prófessors í stjarneðlisfræði við háskólann í Sheffield, hefur notað Very Large Telescope (VLT) ESO og eldri gögn frá Hubblessjónauka NASA og ESA, til að rannsaka tvær ungar stjörnuþyrpingar, NGC 3606 og RMC 136a. Í NGC 3603 myndast nýjar stjörnur ört úr stóru gas- og rykskýi í 22.000 ljósára fjarlægð frá sólinni (eso1005). RMC 136a, betur þekkt sem R136, er önnur þyrping ungra, massamikilla og heitra stjarna í Tarantúluþokunni í Stóra-Magellanskýinu, einni nágrannavetrarbraut okkar, í 165.000 ljósára fjarlægð.
Stjörnufræðingarnir fundu nokkrar stjörnur með yfir 40.000 gráðu yfirborðshitastig (meira en sjö sinnum heitari en sólin okkar), meira en tíu sinnum stærri og nokkrum milljón sinnum bjartari en sólin okkar. Líkön benda til að sumar voru meira en 150 sólmassar þegar þær mynduðust. Stjarnan R136a1 í R136 þyrpingunni er massamesta stjarna sem þekkist, 265 sinnum massameiri en sólin. Þegar hún myndaðist var hún 320 sinnum massameiri en sólin. Í NGC 3603 mældu stjörnufræðingar massa tveggja stjarna í tvístirnakerfi [1]. Útreikningar benda til að stjörnurnar A1, B og C í þyrpingunni hafi verið um eða yfir 150 sólmassar þegar þær mynduðust.
Massamiklar stjörnur geisla frá sér mikilli orku. „Ólíkt mannfólkinu fæðast þessar stjörnur stórar og þungar en léttast með aldrinum“ segir Paul Crowther. „Stærsta stjarnan, R136a1, er rétt rúmlega milljón ára gömul en þegar orðin miðaldra. Hún hefur lést umtalsvert, losað sig við fimmtung af upphafsmassa sínum eða meira en fimmtíu sólmassa.“
Væri R136a1 sett í sólar stað í miðju okkar sólkerfis skini hún álíka skært og sólin skín miðað við fullt tungl. „Hár massi hennar stytti árið niður í þrjár vikur og baðaði jörðina sterkri útblárri geislun sem gerði lífið á reikistjörnunni okkar ómögulegt“ segir Raphael Hirsch frá Keele-háskóla og meðlimur í rannsóknarhópnum.
Þessar ofvöxnu stjörnur eru fágætar og myndast eingöngu innan í þéttum stjörnuþyrpingum. Með hjálp mikilla greinigæða innrauðra mælitækja VLT hefur nú í fyrsta sinn tekist að sundurgreina stakar stjörnur í þyrpingunum [2].
Hópurinn áætlaði hámarksmassa stjarna í þyrpingunum og fjölda massamestu stjarnanna. „Smæstu stjörnurnar eru rétt rúmlega áttatíu sinnum massameiri en Júpíter, séu þær minni eru þær misheppnaðar stjörnur, svonefndir brúnir dvergar“ segir Olivier Schurr frá Stjarneðlisfræðistofnunni í Potsdam. „Rannsóknir okkar styðja þá tilgátu að takmörk eru fyrir því hve stórar stjörnur geta orðið, þó efri mörkin hafi tvöfaldast og séu nú um 300 sólmassar.“ Í R136 eru aðeins fjórar stjörnur sem voru meira en 150 sólmassar þegar þær mynduðust. Þær eiga engu að síður sök á nærri helmingi geislunar og stjörnuvinda í þyrpingunni sem inniheldur um það bil 100.000 stjörnur. Stjarnan R136a1 leggur um fimmtíu sinnum meiri orku til umhverfis síns en allar stjörnurnar í Sverðþokunni í Óríon samanlagt, sem er nálægasta stóra stjörnumyndunarsvæðið við jörðina.
Það hefur reynst stjörnufræðingum örðugt að skilja hvernig svona massamiklar stjörnur myndast því ævi þeirra er stutt og massatapið hratt. Að útskýra tilvist jafn stórra stjarna og R136a1 á eftir að reynast kennilegum stjarneðlisfræðingum talsverð áskorun. „Annað hvort mynduðust stjörnurnar þetta stórar, eða við sameiningu smærri stjarna í eina“ útskýrir Crowther.
Stjörnur sem eru milli 8 og 150 sólmassar enda líf sitt sem sprengistjörnur og skilja eftir sig framandi leifar, annað hvort nifteindastjörnur eða svarthol. Það að til séu stjörnur milli 150 og 300 sólmassar leiðir líkum að því að tilvist sérstaklega bjartra sprengistjarna, sem springa í tætlur og skilja ekki eftir sig neinar leifar og dreifa allt að tíu sólmössum af járni út í geiminn. Á undanförnum árum hafa nokkrar óvenju bjartar sprengistjörnur sést sem gætu mögulega verið af þessari tegund.
R136a1 er ekki einungis massamesta stjarna sem fundist hefur, heldur líka sú bjartasta, nærri 10 milljón sinnum bjartari en sólin okkar. „Ég tel ólíklegt að stærri stjarna finnist á næstunni, sérstaklega þegar litið er til þess hve sjaldgæfar þessar risastjörnur eru“ segir Crowther að endingu.
Skýringar
[1] Stjarnan A1 í NGC 3603 er tvístirni með 3,77 daga umferðartíma. Stjörnurnar tvær eru 120 og 92 sinnum massameiri en sólin. Þegar þær mynduðust voru þær 148 og 106 sólmassar.
[2] Hópurinn notaði SINFONI, ISAAC og MAD mælitækin á Very Large Telescope ESO í Paranal í Chile.
Frekari upplýsingar
Niðurstöður þessarar rannsóknar eru birtar í grein í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society („The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150 Msun stellar massa limit“ eftir P. Crowther et al.).
Í rannsóknarhópnum eru Paul A. Crowther, Richard J. Parker og Simon P. Goodwin (Sheffield-háskóla í Bretlandi), Olivier Schnurr (Sheffied-háskóla og Stjarneðlisfræðistofnuninni í Potsdam í Þýskalandi), Raphael Hirschi (Keele-háskóla í Bretlandi) og Norhasliza Yusof og Hasan Abu Kassim (Malaya-háskóla í Malasíu).
ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO 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 VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Iceland
Cell: +354-896-1984
Email: [email protected]