Astronomer finder beviser på, at blå superkæmpestjerner kan dannes ved sammensmeltning af to stjerner

Et internationalt stykke forskning, ledet af Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har fundet spor til arten af ​​nogle af de klareste og hotteste stjerner i vores univers, kaldet blå supergiganter. Selvom disse stjerner almindeligvis observeres, har deres oprindelse været et gammelt puslespil, der har været diskuteret i flere årtier.

Ved at simulere nye stjernemodeller og analysere en stor dataprøve i den store magellanske sky, har IAC-forskere fundet stærke beviser på, at de fleste blå supergiganter kan være dannet fra sammensmeltningen af ​​to stjerner bundet i et binært system. Undersøgelsen er offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters .

B-type blå supergiganter er meget lysende og varme stjerner (mindst 10.000 gange mere lysende og 2 til 5 gange varmere end solen), med masser mellem 16 og 40 gange solens masse. De forventes at forekomme i en meget hurtig udviklingsfase ifølge konventionel stjernelære og bør derfor sjældent ses. Så hvorfor observerer vi så mange af dem?

Et vigtigt fingerpeg om deres oprindelse ligger i det faktum, at de fleste blå supergiganter observeres at være single, det vil sige, at de ikke har nogen sporbar gravitationsbundet følgesvend. Imidlertid observeres de fleste unge massive stjerner at blive født i binære systemer med ledsagere. Hvorfor er blå supergiganter single? Svaret:massive binære stjernesystemer 'smelter sammen' og producerer blå supergiganter.

I et banebrydende studie ledet af IAC-forsker Athira Menon simulerede et internationalt hold af beregnings- og observationsastrofysikere detaljerede modeller af stjernefusioner og analyserede en prøve af 59 tidlige B-type blå supergiganter i den store magellanske sky, en satellitgalakse i Mælkevejen .

"Vi simulerede fusionerne af udviklede kæmpestjerner med deres mindre stjernekammerater over en lang række parametre, idet vi tog hensyn til interaktionen og blandingen af ​​de to stjerner under fusionen. De nyfødte stjerner lever som blå supergiganter gennem den næstlængste fase af en stjernes liv, når den brænder helium i sin kerne," forklarer Menon.

Ifølge Artemio Herrero, IAC-forsker og medforfatter til artiklen, "De opnåede resultater forklarer, hvorfor blå supergiganter findes i den såkaldte 'evolutionære kløft' fra klassisk stjernefysik, en fase af deres udvikling, hvor vi ikke ville forvente at find stjerner."

Men kan sådanne fusioner også forklare de målte egenskaber hos blå supergiganter? "Bemærkelsesværdigt fandt vi, at stjerner født fra sådanne fusioner har større succes med at reproducere overfladesammensætningen, især nitrogen- og heliumforstærkningen, af en stor del af prøven end konventionelle stjernemodeller. Dette indikerer, at fusioner kan være den dominerende kanal at producere blå supergiganter," siger Danny Lennon, en IAC-forsker, som også deltog i undersøgelsen.

Denne undersøgelse tager et stort spring i retning af at løse et gammelt problem med, hvordan blå supergiganter dannes, og indikerer den vigtige rolle, stjernefusioner spiller i morfologien af ​​galakser og deres stjernepopulationer. Den næste del af undersøgelsen vil forsøge at udforske, hvordan disse blå supergiganter eksploderer og bidrager til det sorte hul-neutronstjernelandskab.

Flere oplysninger: Athira Menon et al., Evidence for Evolved Stellar Binary Mergers in Observed B-type Blue Supergiants, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad2074

Journaloplysninger: Astrofysiske journalbreve

Leveret af Instituto de Astrofísica de Canarias