En enorm tvillingestjerne opdagede at putte sig tæt på sin stjernesøskende i sin vugge

Astronomer har opdaget et binært stjernesystem med den nærmeste højmasse, unge stjerneobjekter nogensinde målt, at give et værdifuldt "laboratorium" til at teste teorier om højmasse-binær stjernedannelse.

Et internationalt hold ledet af University of Leeds har bestemt afstanden mellem den massive unge stjerne PDS 27 og dens kredsløbende stjerneledsager til kun at være 30 astronomiske enheder væk eller 4,5 milliarder km. Det er nogenlunde afstanden mellem vores sol og Neptun, hvilket gør dem til de stjernernes ledsagere med den nærmeste nærhed, der nogensinde er bestemt for unge højmassestjerner i et binært system - et stjernesystem med to stjerner i kredsløb omkring et massecenter.

Studie hovedforfatter, Dr. Evgenia Koumpia, fra School of Physics and Astronomy i Leeds, sagde:"Dette er en meget spændende opdagelse, at observere og simulere massive binære filer i de tidlige stadier af deres dannelse er en af ​​hovedkampene i moderne astronomi. Med PDS 27 og dens ledsager har vi nu fundet den nærmeste, de mest massive unge stjerneobjekter i binære opløsninger til dato.

"Der er mangel på kendte unge massive binære systemer i det kortlagte rum. Højmassestjerner har forholdsvis kort levetid, brænder ud og eksploderer som supernovaer på kun et par millioner år, gør dem svære at få øje på. Dette begrænser vores evne til at teste teorierne om, hvordan disse stjerner dannes."

Som en del af deres undersøgelse har holdet også identificeret et ledsagende objekt til en anden ung massiv stjerne kaldet PDS 37. Analysen viste, at en afstand mellem PDS 37 og dens ledsager var mellem 42 og 54 astronomiske enheder – sammenlignelig med afstanden mellem Sol og Pluto. Mens der er længere fra hinanden end PDS 27 og dens ledsager, det er stadig en betydelig opdagelse i betragtning af behovet for bekræftede massive unge stjerne-binærer i astronomisk forskning.

Dr. Koumpia fortsatte:"Hvordan disse binære systemer dannes, er et ret kontroversielt spørgsmål, hvor adskillige teorier er blevet fremsat. Observationsstudier af binære systemer i deres tidlige stadier er afgørende for at verificere teorierne om deres dannelse.

"PDS 27 og PDS 37 er sjældne og vigtige laboratorier, der kan hjælpe med at informere og teste teorierne om dannelsen af ​​højmasse binære filer."

PDS 27 er mindst 10 gange mere massiv end vores sol, Dr Koumpia forklarede, og omkring 8, 000 lysår væk. For at bestemme tilstedeværelsen af ​​stjernernes ledsagere for PDS 27 og PDS 37, holdet brugte den højeste rumlige opløsning leveret af PIONIER-instrumentet på European Southern Observatory's Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Dette instrument kombinerer lysstråler fra fire teleskoper, som hver er 8,2 meter på tværs, og efterligner et enkelt teleskop med en diameter på 130m. Den resulterende høje rumlige opløsningskraft gjorde det muligt for teamet at løse sådanne tætte binære systemer på trods af deres enorme afstand fra os og deres tætte nærhed til hinanden.

Studiet medforfatter professor Rene Oudmaijer, også fra School of Physics and Astronomy i Leeds, sagde:"Det næste store spørgsmål - som vi hidtil har haft en tendens til at undgå på grund af observationsvanskeligheder - er hvorfor så mange af disse massive stjerner er i binære systemer?"

"Det er blevet mere og mere klart for astronomer, at massive stjerner næsten aldrig fødes alene, med mindst en søskende til selskab. Men årsagerne til, at det er tilfældet, er stadig temmelig uklare.

"Massive stjerner udøver betydelig indflydelse på deres kosmiske miljø. Deres stjernevinde, energi og de supernovaeksplosioner, de genererer, kan igen påvirke dannelsen af ​​andre stjerner og galakser. Udviklingen og skæbnen for højmassestjerner er ret kompleks, men tidligere undersøgelser har vist, at de i høj grad kan påvirkes af deres binære egenskaber.

"Opdagelsen af ​​massive unge binære stjerner giver et afgørende skridt fremad for at kunne besvare mange af de spørgsmål, vi stadig har om disse stjerneobjekter. Disse opdagelser var kun mulige takket være den udsøgte opløsningskraft, som PIONIER-instrumentet på VLTI'en leverer. "

Denne forskning er publiceret i tidsskriftet Astronomi og astrofysik : Breve .