Skræmmende gigantiske blå stjerner kan låse op for mysterier om stjernernes udvikling

Forestil dig en enkelt stjerne mere lysende end en million sole, bryder ud med få årtiers mellemrum i et massivt blus, der skinner så stærkt som en supernova. Men eksplosionen, så voldsomt som det er, udsletter ikke den tumultariske stjerne. Det forbliver, dens overflade ruller af voldsomhed, mens spasmer ryster dets indre lag. Snart vil stjernen ende sine lidelser i et sidste titanisk eksplosion, men før det sker, det må lide i denne tilstand i tusinder af år.

Dette er en sjælden lysende blå variabel stjerne, og det kan indeholde nøglerne til at forstå sammenhængen mellem stjerners liv og deres død.

Blå periode

Lysende blå variable (LBV) stjerner er faktisk utroligt sjældne; astronomer har kun identificeret omkring 20 (måske) og har mistanke om, at der kun er et par hundrede i Mælkevejen, toppe. Da de er så sjældne, de er dårligt forstået. Og da de er så dårligt forstået, de er svære at karakterisere.

Her er hvad vi ved:

• De er store. Virkelig stor. Det mindste løb i området ti gange vores sols masse, mens de største bryder skalaerne med potentielt over hundrede gange solens masse. Men selv de små starter meget, meget større, og er kun skrumpet til den størrelse nu på grund af ekstreme udbrud, der kastede deres egne atmosfærer ud i rummet.
• De er lyse, med lysstyrker startende ved 250, 000 gange solens, og går op til tre millioner gange solens. Det sætter deres overfladetemperatur i 10, 000 – 25, 000K rækkevidde; flere gange varmere end vores egen stjerne.
• Deres sjældenhed skyldes sandsynligvis deres korte levetid. Mange af de mest massive stjerner – og måske alle de store – gennemgår denne fase. Men det er mod slutningen af ​​deres liv, lige før de begynder at køre på supernova-toget, og vil gå igennem dette LBV-stadium om mindre end hundrede tusinde år. Det er kort nok til, at vi i en typisk galakse kun forventer at se i alt et par hundrede på ethvert tidspunkt.
• De er impulsive, turbulent, og ustabil. En af de første LBV-stjerner opdaget, Eta Carinae, var den næstklareste stjerne på himlen ... i tre dage i marts 1843. Den er ikke længere synlig med det blotte øje.

Og her er hvad vi ikke ved:

• Alt andet.

Spædning af pumpen

Måske er det største mysterium for LBV-stjerner, hvad der gør dem så meget variable. Hvad driver deres sjældne, men fantastiske udbrud? Selvom det er svært at sige (naturligvis, fordi som du måske forestiller dig, er disse stjerner utroligt komplicerede fysiske systemer), forskere formoder, at det involverer en indviklet dans mellem stjernernes indre og ydre lag.

LBV-stjerner oplever noget af det værste IBS, du overhovedet kunne forestille dig. Deres indvolde ruller konstant op og ned, med massive konvektionsstrømme, der transporterer varmt materiale fra kernen og køligt materiale fra overfladen. Dette er ret standard, hvad normale stjerner angår, men i LBV-stjerner går denne proces vanvittig, med konvektionen, der aktivt skubber bidder af de yderste stjernelag langt ud over deres normale grænser.

Lidt løsrevet fra stjernen på grund af konvektionen, de ydre lag tager endelig en pause fra intensiteten og begynder at køle af. Dette øger deres tæthed, blokerer stjernelyset under dem. Strålingen skubber så - ligesom et lyssejl, men meget mere alvorligt - den del af stjerneting, fuldstændig udstøder den fra stjernen i et massivt udbrud af lys og stof.

Der er mange flere detaljer, der skal udarbejdes i den historie, og et vigtigt spørgsmål dvæler:Er LBV-stadiet af en massiv stjerne, med alle dens dårlige anfald, forløberen til en endnu mere skør epoke af stjernernes udvikling kendt som Wolf-Rayet-fasen, eller fører det direkte til det sidste supernovashow?

Kæmpestjerner af en fjer

Hvis vi havde et par hundrede tusinde år til bare at se disse stjerner leve og dø, dette spørgsmål ville være let at besvare. Men det gør vi ikke, så det er svært.

Et spor kommer fra deres forhold til deres stjernernes familie. Hvis livshistorien om de mest massive stjerner i vores univers er "gigantisk stjerne ? lysende blå variabel ? Wolf-Rayet ? kaboom, "og hver fase er relativt kort, så burde vi se disse stadier alle blandet sammen i den samme generelle nærhed. En flok store stjerner ville blive født sammen, blive gamle sammen, og dø sammen.

Men hvis LBV-stjerner er deres egne, uafhængig vej til boom-by, så burde der ikke være noget generelt forhold til deres Wolf-Rayet fætre. De vil være i deres egne pensionistsamfund på den modsatte side af byen, så at sige.

Det bedste sted at gå på jagt efter disse potentielle forbindelser er den store magellanske sky, da det er en ret isoleret klump i en enkelt plet på himlen. Forskningen er gået frem og tilbage i løbet af de sidste par år i spørgsmålet om LBV-stjernernes klumphed, som astronomer justerer og fordrejer definitionerne af "klumpethed" og "LBV."

Den seneste iteration, takket være et papir, der for nylig blev godkendt til offentliggørelse i Astrofysisk tidsskrift , styrker "standard" (så standard som det bliver i den slags tilfælde) billedet af LBV'er:de er blot et af de mange ondskabsfulde stadier mod slutningen af ​​en massiv stjernes liv. Hvilket betyder, at ved at forstå, hvordan LBV'er virker, vi kan lære, hvordan kæmpestjerner til sidst dør.