Binære stjerner øger det kosmiske CO2-fodaftryk

Den kosmiske oprindelse af kulstof, en grundlæggende byggesten i livet, er stadig usikker. Massive stjerner spiller en vigtig rolle i syntesen af ​​alle tunge grundstoffer, fra kulstof og ilt til jern og så videre. Men selvom de fleste massive stjerner er født i flere systemer, nukleosyntesemodellerne har indtil videre næsten udelukkende simuleret enkeltstjerner. Et internationalt hold af astrofysikere har nu beregnet "carbon footprint" af massive stjerner, der mister deres konvolut i et binært system.

Dobbelt så meget

"Sammenlignet med en enkelt stjerne, den gennemsnitlige massive stjerne i et binært system producerer dobbelt så meget kulstof, " rapporterer Robert Farmer (MPA &UvA), hovedforfatteren af ​​undersøgelsen. "Indtil for nylig, de fleste astrofysikere ignorerede, at massive stjerner ofte er en del af et binært system. Vi undersøgte, for første gang, hvordan det at være binær ændrer de elementer, de producerer."

De fleste stjerner, inklusive vores egen stjerne Solen, drives ved at fusionere brint til helium. I deres 'gyldne år, " efter at have fuldført omkring 90% af deres liv, de begynder at omdanne helium til kulstof og ilt. Stjerner som solen stopper her, men massive stjerner kan fortsætte med at smelte kulstof sammen til tungere grundstoffer op til jern.

Den store udfordring

Den store udfordring er ikke, hvordan man producerer kulstof, men hvordan får man det ud af stjernen, før den bliver ødelagt. I enkeltstjerner er dette meget svært. Stjerner i binære systemer kan interagere og overføre masse til en ledsager. Stjernen, der mister dele af sin masse, udvikler et kulstofrigt lag tæt på overfladen, som skydes ud, når stjernen eksploderer som en supernova.

"Det er måske ikke rimeligt at give binære stjerner skylden for drivhusgasser, der forårsager global opvarmning, siger Selma de Mink spøgende, medforfatter til denne undersøgelse og direktør for den nye stjerneafdeling på MPA, "men er det ikke fedt at knibe sig selv i armen og indse, at kulstoffet i din hud sandsynligvis er lavet i en dobbeltstjerne?"

Andre typer stjerner

Astronomer undersøger også andre typer stjerner, der kan producere kulstof, som f.eks. røde kæmpestjerner eller eksplosioner af hvide dværgstjerner. Men indtil videre ser det ud til, at massive stjerner, og ifølge denne nye undersøgelse især binære stjerner, lave størstedelen af ​​det kosmiske kulstof.

"Vores resultater er et lille, men vigtigt skridt i retning af en bedre forståelse af massive stjerners rolle i at producere de grundstoffer, vi selv er lavet af, " siger anden forfatter Eva Laplace, der snart skal forsvare sin ph.d. speciale om dette emne ved UvA. "Indtil videre har vi kun undersøgt én type binær interaktion. Der er mange andre mulige skæbner for en stjerne født i nærheden af ​​en ledsager - og mange andre elementer at undersøge."

Resultaterne i denne undersøgelse er således kun de første i en systematisk undersøgelse af virkningen af, hvordan en tæt ledsager vil påvirke de kemiske udbytter af massive stjerner.