Stjernevinde opfører sig uventet

ESA's XMM-Newton har set overraskende ændringer i de kraftige gasstrømme fra to massive stjerner, tyder på, at kolliderende stjernevinde ikke opfører sig som forventet.

Massive stjerner - flere gange større end vores sol - fører turbulente liv, afbrænde deres atombrændsel hurtigt og hælde store mængder materiale ud i deres omgivelser gennem deres korte, men funklende liv.

Disse voldsomme stjernevinde kan bære det, der svarer til Jordens masse på en måned og rejse med millioner af kilometer i timen, så når to sådanne vinde støder sammen, udløser de enorme mængder energi.

Det kosmiske sammenstød opvarmer gassen til millioner af grader, får det til at skinne klart i røntgenstråler.

Normalt, kolliderende vinde ændrer sig lidt, fordi hverken stjernerne eller deres baner gør det. Imidlertid, nogle massive stjerner opfører sig dramatisk.

Dette er tilfældet med HD 5980, et par af to enorme stjerner hver 60 gange vores sols masse og kun omkring 100 millioner kilometer fra hinanden - tættere på vores stjerne end vi er.

Den ene havde et stort udbrud i 1994, minder om udbruddet, der gjorde Eta Carinae til den næststørste stjerne på himlen i omkring 18 år i det 19. århundrede.

Selvom det nu er for sent at studere Eta Carinaes historiske udbrud, astronomer har observeret HD 5980 med røntgenteleskoper for at studere den varme gas.

I 2007 Yaël Nazé fra University of Liège, Belgien, og hendes kolleger opdagede kollisionen af ​​vind fra disse stjerner ved hjælp af observationer foretaget af ESAs XMM-Newton og NASAs Chandra røntgenteleskoper mellem 2000 og 2005.

Så kiggede de på det igen med XMM-Newton i 2016.

"Vi forventede, at HD 5980 ville falme blidt over årene, efterhånden som den udbrudte stjerne faldt tilbage til normalen - men til vores overraskelse gjorde det lige det modsatte, " siger Yaël.

De fandt ud af, at parret var to en halv gange lysere end et årti tidligere, og dens røntgenstråling var endnu mere energisk.

"Vi havde aldrig set noget lignende i en vind-vind kollision."

Med mindre materiale udstødt, men mere lys udsendt, det var svært at forklare, hvad der skete.

Endelig, de fandt en teoretisk undersøgelse, der tilbyder et passende scenarie.

"Når stjernevinde støder sammen, det chokerede materiale frigiver masser af røntgenstråler. Imidlertid, hvis det varme stof udstråler for meget lys, det afkøles hurtigt, stødet bliver ustabilt, og røntgenstrålingen dæmpes.

"Denne noget kontraintuitive proces er, hvad vi troede skete på tidspunktet for vores første observationer, mere end 10 år siden. Men i 2016 chokket var aftaget, og ustabiliteten var aftaget, så røntgenstrålingen til sidst kan stige."

Dette er de første observationer, der underbygger dette tidligere hypotetiske scenario. Yaëls kolleger tester nu det nye resultat mere detaljeret gennem computersimuleringer.

"Unikke opdagelser som denne viser, hvordan XMM-Newton bliver ved med at forsyne astronomer med frisk materiale for at forbedre vores forståelse af de mest energiske processer i universet, siger Norbert Schartel, XMM-Newton-projektforsker ved ESA.