Et kosmisk mysterium:Very Large Telescope fanger forsvinden af ​​en massiv stjerne

Ved hjælp af European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT), astronomer har opdaget fraværet af en ustabil massiv stjerne i en dværggalakse. Forskere mener, at dette kunne tyde på, at stjernen blev mindre lysstærk og delvist skjult af støv. En alternativ forklaring er, at stjernen kollapsede i et sort hul uden at producere en supernova. "Hvis sandt, " siger teamleder og ph.d.-studerende Andrew Allan fra Trinity College Dublin, Irland, "Dette ville være den første direkte opdagelse af sådan en monsterstjerne, der ender sit liv på denne måde."

Mellem 2001 og 2011, forskellige hold af astronomer studerede den mystiske massive stjerne, beliggende i Kinman Dværg-galaksen, og deres observationer viste, at den var i et sent stadium af sin udvikling. Allan og hans samarbejdspartnere i Irland, Chile og USA ønskede at finde ud af mere om, hvordan meget massive stjerner ender deres liv, og objektet i Kinman Dwarf virkede som det perfekte mål. Men da de pegede ESO's VLT mod den fjerne galakse i 2019, de kunne ikke længere finde stjernens afslørende signaturer. "I stedet, vi var overraskede over at finde ud af, at stjernen var forsvundet!" siger Allan, der ledede en undersøgelse af stjernen offentliggjort i dag i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Beliggende omkring 75 millioner lysår væk i stjernebilledet Vandmanden, Kinman Dværg-galaksen er for langt væk til, at astronomer kan se dens individuelle stjerner, men de kan registrere signaturerne fra nogle af dem. Fra 2001 til 2011, lyset fra galaksen viste konsekvent bevis på, at den var vært for en 'lysende blå variabel' stjerne, der var omkring 2,5 millioner gange lysere end Solen. Stjerner af denne type er ustabile, viser lejlighedsvise dramatiske skift i deres spektre og lysstyrke. Selv med disse skift, lysende blå variabler efterlader specifikke spor, videnskabsmænd kan identificere, men de var fraværende i de data, holdet indsamlede i 2019, lader dem undre sig over, hvad der var sket med stjernen. "Det ville være meget usædvanligt for en så massiv stjerne at forsvinde uden at producere en lys supernovaeksplosion, " siger Allan.

Gruppen vendte først ESPRESSO-instrumentet mod stjernen i august 2019, ved at bruge VLT's fire 8-meter teleskoper samtidigt. Men de var ikke i stand til at finde de tegn, der tidligere pegede på tilstedeværelsen af ​​den lysende stjerne. Et par måneder senere, gruppen prøvede X-shooter instrumentet, også på ESO's VLT, og fandt igen ingen spor af stjernen.

"Vi har muligvis opdaget en af ​​de mest massive stjerner i det lokale univers, der går blidt ind i natten, " siger teammedlem Jose Groh, også fra Trinity College Dublin. "Vores opdagelse ville ikke være blevet gjort uden at bruge de kraftige ESO 8-meter teleskoper, deres unikke instrumentering, og den hurtige adgang til disse kapaciteter efter Irlands nylige aftale om at tilslutte sig ESO." Irland blev ESO-medlemsland i september 2018.

Holdet henvendte sig derefter til ældre data indsamlet ved hjælp af X-shooter og UVES-instrumentet på ESO's VLT, beliggende i den chilenske Atacama-ørken, og teleskoper andre steder." ESO Science Archive Facility gjorde det muligt for os at finde og bruge data fra det samme objekt, der blev opnået i 2002 og 2009, " siger Andrea Mehner, en stabsastronom ved ESO i Chile, der deltog i undersøgelsen. "Sammenligningen af ​​2002 højopløsnings-UVES-spektrene med vores observationer opnået i 2019 med ESO's nyeste højopløsningsspektrograf ESPRESSO var særligt afslørende, fra både et astronomisk og et instrumenteringsmæssigt synspunkt."

De gamle data indikerede, at stjernen i Kinman-dværgen kunne have gennemgået en stærk udbrudsperiode, der sandsynligvis sluttede engang efter 2011. Lysende blå variable stjerner som denne er tilbøjelige til at opleve gigantiske udbrud i løbet af deres liv, hvilket får stjernernes massetab til at stige og deres lysstyrke til at stige dramatisk.

Baseret på deres observationer og modeller, astronomerne har foreslået to forklaringer på stjernens forsvinden og mangel på en supernova, relateret til dette mulige udbrud. Udbruddet kan have resulteret i, at den lysende blå variabel er blevet omdannet til en mindre lysende stjerne, som også delvist kunne være skjult af støv. Alternativt holdet siger, at stjernen muligvis er kollapset i et sort hul, uden at frembringe en supernovaeksplosion. Dette ville være en sjælden begivenhed:vores nuværende forståelse af, hvordan massive stjerner dør, peger på, at de fleste af dem ender deres liv i en supernova.

Fremtidige undersøgelser er nødvendige for at bekræfte, hvad skæbnen overgik denne stjerne. Planlagt at starte driften i 2025, ESO's Extremely Large Telescope (ELT) vil være i stand til at opløse stjerner i fjerne galakser såsom Kinman Dwarf, hjælper med at løse kosmiske mysterier som denne.