At lære tricket til at finde kannibaliserede stjerner
Forskere, der arbejder med de kraftige teleskoper ved Georgia State's Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array, har gennemført en undersøgelse af en gruppe stjerner, der mistænkes for at have fortæret det meste af gassen fra kredsende ledsagende stjerner. Disse følsomme målinger har direkte detekteret den svage glød fra de kannibaliserede stjerner.
Den nye forskning, ledet af postdoktorale forskningsassistent Robert Klement, er offentliggjort i The Astrophysical Journal. Værket identificerer nye baner af strippede subdværgstjerner, der kredser om hurtigt-snurrende massive stjerner, hvilket fører til ny forståelse af tætte binære stjerners livsbane.
I samarbejde med kolleger ved CHARA Array i Mount Wilson, Californien, rettede Klement de kraftige teleskoper mod en samling af relativt nærliggende B-emissionslinjestjerner, eller kort sagt "Be stars". Disse er hurtigt roterende stjerner, der menes at huse usædvanlige kredsende ledsagere.
Be-stjernerne er sandsynligvis dannet i intense vekselvirkninger mellem tætte par af stjerner. Astronomer finder ud af, at mange stjerner forekommer i sådanne par, en tendens, der især gælder blandt stjerner, der er mere massive end vores sol. Par med små adskillelser står over for en tumultarisk skæbne, fordi de vokser i størrelse, efterhånden som de bliver ældre og kan nå en dimension, der ligner deres adskillelse.
Når dette sker, kan gas fra den voksende stjerne krydse mellemrummet mellem parret, så ledsageren kan nyde den overførte gasstrøm. Denne kannibaliseringsproces vil i sidste ende fjerne massedonorstjernen for næsten al dens gas og vil efterlade den lille varme kerne af dens tidligere atombrændende center.
Astronomer forudsagde, at masseoverførselsstrømmen får ledsagestjernen til at snurre op og blive en meget hurtig rotator. Nogle af de hurtigst roterende stjerner findes som Be-stjerner. Be stjerner roterer så hurtigt, at noget af deres gas bliver slynget fra deres ækvatoriale zoner for at danne en gasring i kredsløb.
Indtil nu har dette forudsagte stadie i tætte binære pars liv unddraget sig astronomer, fordi stjernernes adskillelser er for små til at se med konventionelle teleskoper, og fordi de strippede stjernelig er skjult i skæret fra deres lyse ledsagere. Georgia State's CHARA Array-teleskoper tilbød imidlertid forskerne midlerne til at finde de strippede stjerner.
CHARA Array bruger seks teleskoper spredt ud over toppen af Mount Wilson til at fungere som et enormt enkelt teleskop, der er 330 meter i diameter. Dette giver astronomer mulighed for at adskille lyset fra par af stjerner selv med meget små vinkelforskydninger. Klement brugte også MIRC-X- og MYSTIC-kameraerne – bygget ved University of Michigan og Exeter University i Storbritannien – som kan optage lyssignalet fra både meget lyse og meget svage objekter tæt på hinanden.
Forskerne ønskede at afgøre, om Be-stjernerne var blevet spundet op af masseoverførsel og værtskredsende strippede stjerner. Klement begyndte på et to-årigt observationsprogram hos CHARA, og hans arbejde gav hurtigt pote. Han opdagede det svage lys fra afklædte ledsagere i ni af 37 Be-stjerner. Han fokuserede på syv af disse mål og var i stand til at følge stjernekroppens orbitale bevægelse omkring Be-stjernen.
"Banerne er vigtige, fordi de giver os mulighed for at bestemme masserne af stjernepar," sagde Klement. "Vores massemålinger indikerer, at strippede stjerner mistede næsten alt. I tilfældet med stjernen HR2142 gik den strippede stjerne sandsynligvis fra 10 gange solens masse ned til omkring én solmasse."
Strippede stjerner blev ikke opdaget omkring hver Be-stjerne, og forskere mener, at liget i nogle af disse tilfælde er forvandlet til en lille hvid dværgstjerne, for svag til at opdage selv med CHARA-arrayet. I andre tilfælde kan det være, at interaktionen var så intens, at stjernerne smeltede sammen til én hurtigt roterende stjerne.
Klement udvider nu søgningen efter kredsende strippede stjerner til at være stjerner på den sydlige himmel ved hjælp af European Southern Observatory's Very Large Telescope Interferometer i Chile.
Han arbejder også sammen med Luqian Wang ved Yunnan-observatorierne i Kina i forskning ved hjælp af NASAs Hubble-rumteleskop til at opdage det svage lys fra de afklædte ledsagere. Fordi disse lig er varme, er de relativt lysere i de ultraviolette bølgelængder, som kun kan observeres med Hubble-rumteleskopet.
"Denne undersøgelse af Be-stjerner - og opdagelsen af ni svage ledsagerstjerner - demonstrerer virkelig CHARAs kraft," sagde Alison Peck, en programdirektør i National Science Foundations Astronomical Sciences Division, som understøtter CHARA Array. "Ved at bruge arrayets exceptionelle vinkelopløsning og høje dynamiske rækkevidde kan vi besvare spørgsmål om stjernedannelse og udvikling, som aldrig har været muligt at besvare før."
Douglas Gies, direktør for CHARA Array, sagde, at forskningen endelig har afsløret et vigtigt skjult stadium i tætte stjernepars liv.
"CHARA Array-undersøgelsen af Be-stjernerne har direkte afsløret, at disse stjerner blev skabt gennem en engrostransformation ved masseoverførsel," sagde Gies. "Vi ser nu, for første gang, resultatet af den stjernefest, der førte til de strippede stjerner."
Flere oplysninger: Robert Klement et al., CHARA Array Interferometric Program om mangfoldigheden af Classical Be Stars:New Detections and Orbits of Stripped Subdwarf Companions, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad13ec
Journaloplysninger: Astrofysisk tidsskrift
Leveret af Georgia State University
Varme artikler
-
Stjernepulseringer distribuerer nøgleingrediens for livetBillede af en kulstofstjerne kendt som CW Leonis eller IRC+10216 fra Herschel Space Observatory. SOFIA fandt at nogle kulstofstjerner med særligt stærke pulseringer, kaldet Mira variabler, distribuere -
Billede:Frost krater på MarsKredit:ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO Dette billede viser den sydvendte kant af et grubekrater ved 68°S i Sisyphi Planum-regionen på Mars. Det er en farvekomposit lavet af billeder erhverv -
To satellitter på størrelse med sportsvogne, der jagter vandskift på JordenEn Spacex Falcon 9, som det ses på dette NASA-billede udgivet i april 2018, vil tage NASAs nye vandovervågningssatellitter i kredsløb Et par identiske, satellitter på størrelse med sportsvogne er -
Forbedring af solen – LED-lys giver næring til plantevækst i rummetLysemitterende dioder (LEDer), der anvendes i medicinsk udstyr og til dyrkning af planter, som kartofler set her, bruges af NASA til at dyrke planter i rummet. Det amerikanske rumfartsagentur planlægg
- Netflix ser stærk abonnentvækst i Asien, latin Amerika
- Usædvanlig koboltforbindelse udviklet til tyndfilmproduktion
- Sådan integreres viden til håndtering af fremtidige klimaekstremer
- Kemikere ser nærmere på stedet, hvor vand møder luft
- Grundvandspumpning tørrer Great Plains -vandløb, at drive fiskedød
- Nye mikrorobotter i cellestørrelse kan lave utrolige rejser