Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Dømt stjerne i Mælkevejen truer med et sjældent gammastråleudbrud

Dette er et billede af Apep taget med 8 mikron i termisk infrarød med VISIR kamera på European Southern Observatory's VLT teleskop, Mt Paranal, Chile. Systemet kan ses som et binært, med en meget svagere følgesvend nord for systemets hjerte. Denne ledsager menes ikke at spille en rolle i udformningen af ​​den udvidede støvfane, cirka 12 buesekunder på tværs. Oprindelsen af ​​denne struktur kommer fra den centrale region, mente sig selv at indeholde en binær (det hele er en tredobbelt stjerne). Kredit:Peter Tuthill/University of Sydney/ESO

University of Sydney astronomer, arbejde med internationale kolleger, har fundet et stjernesystem som ingen tidligere set i vores galakse.

Forskerne mener, at en af ​​stjernerne - omkring 8000 lysår fra Jorden - er den første kendte kandidat i Mælkevejen til at producere et farligt gammastråleudbrud, blandt de mest energiske begivenheder i universet, når det eksploderer og dør.

Systemet, bestående af et par brændende lysende stjerner, fik tilnavnet Apep af holdet efter den serpentine egyptiske gud for kaos. En stjerne er på randen af ​​en massiv supernovaeksplosion.

Fundene, offentliggjort i dag i Natur Astronomi , er kontroversielle, da ingen gammastråleudbrud nogensinde er blevet opdaget i vores egen galakse, Mælkevejen.

Men i det sydlige stjernebillede Norma, beliggende lige under Skorpionens hale, astronomer har opdaget dette enestående smukke stjernesystem.

I sit hjerte, pakket ind i en elegant skulptureret sky af støv og gas, ligger et kraftigt binært par.

De to varme, lysende stjerner - kendt af astronomer som Wolf-Rayets - kredser om hinanden hvert hundrede år eller deromkring, ifølge forskningen udført ved Sydney Institute for Astronomy.

Denne orbital dans er præget af en hurtig vind, der strømmer ud af stjernerne. Ved hjælp af spektroskopi, astronomerne har målt stjernevindenes hastighed så hurtigt som 12 millioner kilometer i timen, omkring 1 procent lysets hastighed.

Denne animerede gif er beregnet til at illustrere geometrien af ​​strukturen, som vi har set i Apep-systemet. Fra et enkelt billede, det er sværere at forstå 3D-strukturen. Den centrale binære (kun:ikke den bredere nordlige følgesvend i triplen) er illustreret som den blå stjerne i midten. Den angivne geometri er den, der antages at være typisk for et Wolf-Rayet-kolliderende pinwheelsystem:det er en optisk tynd støvrøg fordelt over overfladen af ​​en kegle, der dikteres af de kolliderende vinde. Hele udstrømningsstrukturen er pakket ind i en spiral ved kredsløbsbevægelsen af ​​den formodede centrale binære. Yderligere har støvdannelsen en specifik begyndelse og ophør, som afkorter spiralen ved de ydre og indre grænser (f.eks. giver anledning til det bemærkelsesværdige elliptiske hul). Bemærk, at dette er en legetøjsanimation for at illustrere en flyvning rundt om strukturen, og ikke en model monteret på dataene, der beskriver støvstrømningsprocessen. Den looping-animation fortsætter i omkring en halv bane (f.eks. omkring 60 år) med en pause omkring den nuværende epoke. Bemærk, at den bevægelse, vi faktisk optog med VISIR i de rigtige data, kun strækker sig over 3 år. Kredit:Peter Tuthill/University of Sydney/ESO

Dr. Joe Callingham, hovedforfatter af undersøgelsen, sagde:"Vi opdagede denne stjerne som en afviger i en undersøgelse med et radioteleskop drevet af University of Sydney.

"Vi vidste med det samme, at vi havde fundet noget ganske usædvanligt:​​lysstyrken på tværs af spektret fra radio til infrarød var uden for hitlisterne, " sagde Dr. Callingham, som nu er ved det nederlandske institut for radioastronomi.

"Da vi så den fantastiske støvrøg, der rullede rundt om disse glødestjerner, vi besluttede at kalde den 'Apep' - den monstrøse slangeguddom og dødsfjende af solguden Ra fra egyptisk mytologi."

Den skulpturerede fane er det, der gør systemet så vigtigt, sagde professor Peter Tuthill, forskningsgruppeleder ved University of Sydney.

"Da vi så den spiralformede støvhale, vidste vi med det samme, at vi havde at gøre med en sjælden og speciel slags tåge kaldet et pinwheel, "Sagde professor Tuthill.

"Den buede hale er dannet af de kredsende dobbeltstjerner i midten, som sprøjter støv ind i den ekspanderende vind og skaber et mønster som en roterende plænesprinkler. Fordi vinden udvider sig så meget, det puster de små støvspoler op og afslører stjernernes fysik i hjertet af systemet."

Imidlertid, dataene om fanen præsenterede en gåde:stjernevindene udvidede sig 10 gange hurtigere end støvet.

"Det var bare forbløffende, " sagde Professor Tuthill. "Det var som at finde en fjer fanget i en orkan, der bare drev af sted i gåtempo."

Dr. Benjamin Pope, medforfatter fra New York University, sagde:"Nøglen til at forstå vindens bizarre adfærd ligger i de centrale stjerners rotation.

"Det, vi har fundet i Apep-systemet, er en supernova-forløber, der ser ud til at rotere meget hurtigt, så hurtigt, at det kan være nær brud. "

Wolf-Rayet stjerner, som dem, der driver Apeps fane, er kendt for at være meget massive stjerner i slutningen af ​​deres liv; de kunne eksplodere som supernovaer når som helst.

"Den hurtige rotation sætter Apep ind i en helt ny klasse. Normale supernovaer er allerede ekstreme begivenheder, men at tilføje rotation til blandingen kan virkelig kaste benzin på bålet."

Forskerne tror, ​​at dette kan være opskriften på en perfekt stjernestorm til at producere et gammastråleudbrud, som er de mest ekstreme begivenheder i universet efter selve Big Bang. Heldigvis, Apep ser ikke ud til at være rettet mod Jorden, fordi et strejf af en gammastråle burst fra denne nærhed kunne fjerne ozon fra atmosfæren, øger vores eksponering for UV-lys fra Solen drastisk.

"Ultimativt, vi kan ikke være sikre på, hvad fremtiden har i vente for Apep, "Sagde professor Tuthill.

"Systemet kan sænke farten nok, så det eksploderer som en normal supernova i stedet for et gammastråleudbrud. i mellemtiden, det giver astronomerne et sæde ved siden af ​​til smuk og farlig fysik, som vi ikke har set før i vores galakse."