Denne mystiske eksotiske stjernepåfugl åbner muligvis døren til et rige af fysik, der kun er et glimt

En astronomisk opdagelse kaster nyt lys over et udsøgt dannet stjernesystem i vores egen Mælkevejsgalakse, med to Wolf-Rayet stjerner. Disse stjerner er kortlivede og derfor meget sjældne, med kun et par hundrede bekræftet blandt vores galakses omkring hundrede milliarder stjerner.

Forskning offentliggjort af vores team i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society tilbyder et nærmere kig på ikke én, men to Wolf-Rayet stjerner, i et binært stjernesystem ved navn Apep, omkring 8000 lysår væk fra Jorden.

Wolf-Rayets er ofte mere end 20 gange massen af ​​vores sol. De er vildt varme, lysstærke og kan udsende mere stråling end en million normale stjerner. Faktisk, de er så lysende, at de flyver fra hinanden under deres eget genskin – de udskiller enorme mængder masse gennem intense stjernevinde og driver elementer som helium, ilt og kulstof ud i rummet.

Apep, opkaldt efter den slangeægyptiske kaosgud, blev første gang annonceret af mit team i 2018. Med de nye resultater fra et papir ledet af nyligt uddannet University of Sydney fra min gruppe, Yinuo Han, vi kastede alt, hvad vi havde, mod den tilsyneladende uforklarlige fysik, der drev denne eksotiske påfugl i stjerneriget.

Apeps dans fanget på kamera

At finde en Wolf-Rayet-stjerne er en én-i-en-milliard begivenhed, kun muligt, fordi deres ekstreme egenskaber fungerer som et fyrtårn, der er synligt på tværs af galaksen. I Apep, vi finder et par af disse sjældne stjerner beliggende i en bane, det eneste eksempel på en binær Wolf-Rayet nogensinde bekræftet.

Deres voldsomme stråling driver de ydre lag af stjernen ud i rummet, hvor materialet, især kulstof, er i stand til at køle af og kondensere til en kornfane - og danner en bogstavelig søjle af stjernestøv.

I tilfældet med den dobbelte stjerne Apep, imidlertid, som de to stjerner kredser om hinanden, dette støv bliver snoet og skulptureret til en stor glødende sodet hale. Både den geometriske form og bevægelsen af ​​dette støv koder for fysikken i stjernens bane, samt vindens hastighed.

Brug af billedbehandlingsteknikker i høj opløsning, vi afslørede formen af ​​den glødende fane. Ved at vende tilbage til Apep i tre på hinanden følgende år, subtile forskelle kunne ses i støvhalens bevægelse.

På trods af den store afstand, vi observerede systemet over, den utrolige kraft af moderne teleskoper og billedteknologi tillod os at fange Apeps dans.

En potentiel førsteplads for vores Mælkevej?

Ved at analysere disse data, vi producerede og en model, der matcher Apeps indviklede spiralgeometri i fantastiske detaljer. Men den stigende klarhed af billederne tjente kun til at fordoble den underliggende gåde, der omsluttede systemet.

Forkastelige regler, der generelt regulerer andre vinddrevne støvfaner, Apeps støvhale syntes at svæve med i sit eget langsomme tempo, i åben trods mod de ekstreme vinde, der burde drive den. Det var svært at gennemskue, som Wolf-Rayet vinde er mere end en milliard gange kraftigere end vores egen solvind.

Efter at have dobbelttjekket for mulige fejl, vi blev tvunget til at acceptere støvspiralen var, Ja, udvider sig fire gange langsommere end de målte stjernevinde. Også, vi blev konfronteret med noget uhørt i andre Wolf-Rayet dobbeltstjernesystemer; noget, der kræver ny fysik at forstå.

Den eneste forklaring, der var tilbage, var, at Apeps fane på en eller anden måde var beskyttet i sin egen, mere mild vind. Denne to-hastigheds-model af vind er teoretisk mulig, hvis stjernen, der lancerer vinden, har en ejendommelig egenskab:hurtig rotation.

Hvis den drejer meget hurtigt om sin akse, det er muligt, at dette kan starte en langsom vind i én retning, sige omkring ækvator, samtidig med at der opretholdes en hurtig vind tættere på polerne.

Dette åbner døren til et rige af fascinerende fysik, som kun er blevet set af astronomer før.

Brænd lyst, Lev hurtigt, dø ung

Wolf-Rayet stjerner er, Per definition, i slutningen af ​​deres livscyklus. Om måske kun et par titusinder af år - ingen ved præcis hvornår - er de bestemt til at eksplodere som supernova, frigiver en titanisk mængde energi og stof i galaksen og efterlader en rest sort hul eller neutronstjerne.

Det er her det kritiske spørgsmål om stjernens hurtige rotation kommer i centrum. En normal supernova har få påvirkninger og konsekvenser ud over dets umiddelbare stjernekvarter. Men når forløberstjernen er en hurtig rotator, dette kan vippe fysikken ind i et helt andet domæne:et gamma-stråleudbrud.

Her, udbrud af rå raseri bryder ud fra rotationspolerne med en sådan voldsomhed, at de er synlige rent over hele det observerbare univers.

Er ekstremt sjælden, Gammastråleudbrud er aldrig blevet observeret i vores galakse. Beregninger indebærer et direkte angreb fra et så intenst udbrud af stråling, selv i betydelig afstand i galaksens dyb, kunne få reelle konsekvenser for livet her på Jorden.

Det kan forårsage en række problemer, såsom ozonnedbrydning og sur regn. Nogle undersøgelser hævder, at en sådan strejke kan have forårsaget Ordovicium-Silur-udryddelsesbegivenheden i fossiloptegnelsen - den næststørste (procentuelt) af Jordens fem store udryddelsesbegivenheder.

Heldigvis for os, i tilfælde af Apep, vi er bestemt ikke i skudlinjen. Hvis der skulle genereres et gammastråle-angreb, det ville blive rettet uskadeligt ud i en retning væk fra Jorden.

Hvis forbindelsen til en gamma-stråleudbruds-progenitor kan etableres solidt, dette ville fange et uhåndgribeligt fænomen, som tidligere kun var kendt på kosmologiske afstande. På den ene eller anden måde, fremtiden for undersøgelser af dette system er virkelig lys.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.