Ένα κοσμικό μυστήριο: Οι αστρονόμοι απαθανατίζουν ένα αστέρι που πεθαίνει να ανατινάζει δακτυλίους καπνού

Μεγέθυνση / Μια απόδοση του αστεριού V Hydrae, ή V Hya για συντομία. Στην αγωνία του, το αστέρι εξέπεμψε μια σειρά από διαστελλόμενους δακτυλίους που οι επιστήμονες υπολογίζουν κάθε μερικές εκατοντάδες χρόνια, σύμφωνα με τον αστρονόμο του UCLA, Mark Morris.

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Οι αστρονόμοι έχουν πιάσει ένα κόκκινο γίγαντα αστέρι να περνά την τελευταία του αγωνία με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια, αποκαλύπτοντας ένα ασυνήθιστο χαρακτηριστικό. Το αστέρι, γνωστό ως V Ύδρα (ή V Hya για συντομία), εκτόξευσε έξι ξεχωριστούς δακτυλίους υλικού, σύμφωνα με μια προεκτύπωση έγινε δεκτό για δημοσίευση στο Astrophysical Journal. Ο συγκεκριμένος μηχανισμός αυτών των μυστηριωδών «δαχτυλιδιών καπνού» που σχηματίζονται δεν είναι ακόμη κατανοητός. Ωστόσο, η παρατήρηση θα μπορούσε ενδεχομένως να ανατρέψει τα τρέχοντα μοντέλα για αυτό το συγκεκριμένο τελευταίο στάδιο στην αστρική εξέλιξη και να ρίξει περισσότερο φως στην βγαίνει από τον δικό μας Ήλιο.

“Το V Hydrae πιάστηκε να χάνει την ατμόσφαιρά του – τελικά το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του – όπως κάνουν οι περισσότεροι κόκκινοι γίγαντες του τελευταίου σταδίου.” είπε ο συν-συγγραφέας Mark Morris, αστρονόμος στο UCLA. Ωστόσο, «αυτή είναι η πρώτη και μοναδική φορά που έχει δει μια σειρά από διαστελλόμενους δακτυλίους γύρω από ένα αστέρι που πεθαίνει – μια σειρά από επεκτεινόμενους «δακτυλίους καπνού» που έχουμε υπολογίσει εκτινάσσονται κάθε μερικές εκατοντάδες χρόνια».

κόκκινοι γίγαντες είναι ένα από τα τελευταία στάδια της αστρικής εξέλιξης. Μόλις ο πυρήνας ενός άστρου σταματήσει να μετατρέπει το υδρογόνο σε ήλιο μέσω της πυρηνικής σύντηξης, η βαρύτητα αρχίζει να συμπιέζει το αστέρι, αυξάνοντας την εσωτερική του θερμοκρασία. Αυτή η διαδικασία αναφλέγει ένα κέλυφος καμένου υδρογόνου γύρω από έναν αδρανή πυρήνα. Τελικά, η συμπίεση και η θέρμανση στον πυρήνα αναγκάζουν το αστέρι να διαστέλλεται σημαντικά, φτάνοντας σε διαμέτρους μεταξύ 62 και 620 εκατομμυρίων μιλίων (100 εκατομμύρια έως 1 δισεκατομμύριο χιλιόμετρα). Οι επιφανειακές θερμοκρασίες είναι σχετικά κρύες για τα αστρικά πρότυπα: μόλις 4.000 έως 5.800 βαθμούς F (2.200 έως 3.200 βαθμούς C). Αυτά τα αστέρια λοιπόν παίρνουν μια πορτοκαλοκόκκινη εμφάνιση, εξ ου και το προσωνύμιο κόκκινος γίγαντας.

READ  Φτάσαμε ! Το Mars Perseverance Rover της NASA ξεκινά την εκστρατεία Delta Front
Το V Hydrae είναι ένα πλούσιο σε άνθρακα αστέρι που βρίσκεται 1.300 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό της Ύδρας.
Μεγέθυνση / Το V Hydrae είναι ένα πλούσιο σε άνθρακα αστέρι που βρίσκεται 1.300 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό της Ύδρας.

IAU και Sky & Telescope

Τελικά, το ήλιο στον πυρήνα ενός κόκκινου γίγαντα θα εξαντληθεί και ο πυρήνας θα συρρικνωθεί ξανά. Το αστέρι τότε γίνεται α ασυμπτωτικός γίγαντας κλάδος (AGB) αστέρι (το τελευταίο στάδιο κόκκινου γίγαντα). Η εσωτερική δομή ενός αστέρα AGB αποτελείται από έναν κεντρικό πυρήνα άνθρακα και οξυγόνου, ένα κέλυφος όπου η σύντηξη μετατρέπει το ήλιο σε άνθρακα και ένα άλλο κέλυφος όπου το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο. Αυτά τα αστέρια παράγουν συνήθως δραματικές εκρήξεις αυξημένης φωτεινότητας κάθε 100 έως 1.000 ημέρες. Επιπλέον, οι έντονοι επιφανειακοί άνεμοι προκαλούν ένα αέριο σύννεφο που ονομάζεται περιαστρικό περίβλημα να σχηματιστεί γύρω από το αστέρι.

Αυτοί οι έντονοι αστρικοί άνεμοι θα διώξουν τελικά την ατμόσφαιρα και το αστρικό περίβλημα και το αστέρι θα γίνει ένα λευκό αστέρι νάνος σε ένα πλανητικό νεφέλωμα. Όσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός με τον οποίο ένα αστέρι AGB χάνει τη μάζα του, τόσο πιο κοντά βρίσκεται σε αυτή την τελική μετάβαση. Ο Ήλιος μας θα γίνει τελικά ένας κόκκινος γίγαντας σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, προχωρώντας τελικά σε ένα AGB πριν τελικά εξελιχθεί σε ένα πλανητικό νεφέλωμα με ένα λευκό νάνο αστέρι στο κέντρο του.

Αυτή είναι η διαδικασία όπως την έχουν καταλάβει οι αστρονόμοι εδώ και χρόνια. Ωστόσο, τα ασυνήθιστα χαρακτηριστικά του V Hya τον κάνουν να ξανασκεφτούν τα πράγματα. Βρίσκεται 1.300 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό της Ύδρας, το V Hya είναι ένα αστέρι πλούσιο σε άνθρακα, που σημαίνει ότι η ατμόσφαιρά του περιέχει περισσότερο άνθρακα παρά οξυγόνο. Έχει υψηλό ποσοστό απώλειας μάζας, επομένως οι αστρονόμοι υποθέτουν ότι πιθανώς ρίχνει την ατμόσφαιρά του για να γίνει πλανητικό νεφέλωμα.

READ  Η απεικόνιση του Terahertz αποκαλύπτει κρυμμένη επιγραφή σε σύγχρονο ταφικό σταυρό
Απόδοση που δείχνει το πλούσιο σε άνθρακα αστέρι V Hya στην τελική του πράξη.
Μεγέθυνση / Απόδοση που δείχνει το πλούσιο σε άνθρακα αστέρι V Hya στην τελική του πράξη.

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Αυτό το αστέρι AGB είναι επίσης ενδιαφέρον επειδή περίπου κάθε οκτώ χρόνια υπάρχουν μεγάλες εκλάμψεις πλάσματος και μεγάλες βυθίσεις στη φωτεινότητα συμβαίνουν περίπου κάθε 17 χρόνια. Αυτά τα γεγονότα υποδηλώνουν την παρουσία ενός αδύναμου αστεριού συντρόφου. (Οι πτώσεις της φωτεινότητας θα μπορούσαν να προκληθούν από ένα σύννεφο συνδεδεμένο με αυτό το δεύτερο αστέρι που περνά μπροστά από το V Hya.)

Αυτή η τελευταία μελέτη συνδυάζει δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble με παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας τη Συστοιχία Μεγάλου Χιλιοστού/Υποχιλιοστού Atacama (ALMA), που ενσωματώνει δεδομένα υπέρυθρων, οπτικών και υπεριωδών ακτίνων για να καταγράψει την αγωνία του V Hya σε πολλαπλά μήκη κύματος d. Το αστέρι είναι μακριά και καλύπτεται από πυκνή σκόνη, αλλά οι δυνατότητες υψηλότερης ανάλυσης του ALMA έχουν αποκαλύψει τους δακτυλίους και τις εκροές του με μεγάλη λεπτομέρεια.

Το timing ήταν επίσης τυχαίο. “Το V Hya βρίσκεται στη σύντομη αλλά κρίσιμη μεταβατική φάση που περνούν τα ετοιμοθάνατα αστέρια στο τέλος της ζωής τους.” είπε ο συν-συγγραφέας Raghvendra Sahai, αστρονόμος στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA. «Αυτή είναι η φάση που χάνουν τη μεγαλύτερη μάζα. Είναι πιθανό αυτή η φάση να μην κρατήσει πολύ, οπότε είναι δύσκολο να τους πιάσεις στα πράσα. Σταθήκαμε τυχεροί με το V Hya και μπορέσαμε να φανταστούμε όλες τις διαφορετικές δραστηριότητες που γίνονται μέσα και γύρω από αυτό το αστέρι για να καταλάβουμε καλύτερα πώς τα ετοιμοθάνατα αστέρια χάνουν μάζα στο τέλος της ζωής τους.

Ο Σαχάι και οι συν-συγγραφείς του ανακάλυψαν ότι το αστέρι έχανε την ατμόσφαιρά του καθώς εκσφενδόνισε μια σειρά από δακτυλίους καπνού, οι οποίοι έχουν εκτεινωθεί προς τα έξω τα τελευταία 2.100 περίπου χρόνια σχηματίζοντας μια σκονισμένη περιοχή σε σχήμα δίσκου γύρω από το V Hya. Η ομάδα διπλό αυτή τη δομή DUDE (δυναμικά επεκτεινόμενος δίσκος).

READ  Η Κίνα μπορεί να έχει πάρει τη μεγαλύτερη selfie του Άρη ποτέ

Οι παρατηρήσεις τους αποκάλυψαν επίσης εκρήξεις αερίου υψηλής ταχύτητας που εκτοξεύονταν από το αστέρι σε αντίθετες κατευθύνσεις, κάθετα στους δακτυλίους καπνού, σχηματίζοντας δύο δομές σε σχήμα κλεψύδρας. Αυτές οι δομές αναπτύσσονται γρήγορα με πάνω από μισό εκατομμύριο μίλια την ώρα (240 km/s). «Η ανακάλυψη ότι αυτή η διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει εκτοξεύσεις δακτυλίων αερίου, ταυτόχρονα με την παραγωγή διακοπτόμενων πίδακες ύλης υψηλής ταχύτητας, φέρνει μια νέα και συναρπαστική ρυτίδα στην κατανόησή μας για το πώς τα αστέρια τελειώνουν τη ζωή τους». είπε ο Μόρις.

Όλα αυτά υποδηλώνουν ότι το αστέρι υφίσταται μια ιδιαίτερα γρήγορη εξέλιξη, η οποία έρχεται σε αντίθεση με το τρέχον μοντέλο. «Η μελέτη μας αποκαλύπτει δραματικά ότι το παραδοσιακό μοντέλο θανάτου αστεριών AGB –με μαζική εκτόξευση καυσίμου μέσω ενός αργού, σχετικά σταθερού σφαιρικού ανέμου για 100.000 χρόνια ή περισσότερο– είναι στην καλύτερη περίπτωση ατελές ή στη χειρότερη λάθος», πρόσθεσε. είπε ο Σαχάι. “Είναι πολύ πιθανό ότι ένας κοντινός αστρικός ή υποαστρικός σύντροφος έπαιξε σημαντικό ρόλο στον θάνατό τους. Στην περίπτωση του V Hya, ο συνδυασμός ενός κοντινού αστεριού και ενός υποθετικού μακρινού συντρόφου αστέρα είναι υπεύθυνος, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό, η παρουσία από τους έξι δακτυλίους του και τις εκροές υψηλής ταχύτητας που προκαλούν τον θαυματουργό θάνατο του άστρου.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.