Astronomowie przedstawiają teorię na temat tajemniczego położenia masywnych gwiazd
Astronomowie znaleźli wyjaśnienie dla dziwnego zjawiska, jakim jest występowanie masywnych gwiazd daleko od miejsca ich narodzin w dysku Drogi Mlecznej.
Wizja artystyczna dysku galaktycznego Drogi Mlecznej. Źródło: GSU.
Gwiazdy masywniejsze od Słońca mają bardzo gorące rdzenie, które napędzają wytwarzanie energii jądrowej z bardzo dużą prędkością. Należą one do najjaśniejszych obiektów w naszej Galaktyce. Ponieważ jednak tak szybko spalają swoje paliwo wodorowe, czas ich życia jest stosunkowo krótki, może 10 milionów lat, w porównaniu z 10 miliardami lat w przypadku Słońca.
Ich krótki czas życia oznacza, że nie mają zbyt wiele czasu, aby oddalić się zbytnio od miejsca swoich narodzin. Większość masywnych gwiazd znajduje się w części płaskiej dysku naszej Galaktyki, gdzie obłoki gazu są wystarczająco gęste, aby sprzyjać narodzinom gwiazd i gdzie astronomowie znajdują młode gromady masywnych gwiazd.
Kiedy więc masywna gwiazda zostaje odnaleziona daleko od galaktycznego dysku, jak się tam dostała?
Astronomowie znajdują masywne gwiazdy daleko od miejsca ich pochodzenia, w rzeczywistości tak daleko, że dotarcie tam zajmuje więcej czasu niż wynosi czas życia gwiazdy – powiedział astronom z Georgia State Douglas Gies. Jak się to może dziać jest tematem aktywnej debaty wśród naukowców.
Problem ten dotyczy masywnej gwiazdy znanej jako HD93521, która znajduje się około 3600 lat świetlnych nad dyskiem Drogi Mlecznej. Nowe badania przeprowadzone przez Giesa i innych astronomów z Georgia State ujawniają głęboką rozbieżność: czas przelotu do tego miejsca znacznie przekracza przewidywany wiek tej masywnej gwiazdy.
Astronomowie wykorzystali nowe oszacowanie odległości z sondy kosmicznej Gaia wraz z badaniem widma gwiazdy, aby określić jej wiek, a także ruch w przestrzeni kosmicznej. Odkryto, że HD93521 ma masę około 17 razy większą od Słońca, co prowadzi do przewidywanego wieku około 5 milionów lat. Z drugiej strony, ruch gwiazdy wskazuje, że jej podróż z dysku galaktycznego trwała znacznie dłużej, bo około 39 milionów lat.
Astronomowie z Georgia State wyjaśniają tę dziwną różnicę pomiędzy czasem życia gwiazdy a czasem podróży sugerując, że HD93521 opuściła dysk jako dwie gwiazdy o mniejszej masie i dłuższym czasie życia, a nie pojedyncza masywna gwiazda, którą widzimy obecnie. Ich odkrycia zostały opublikowane w The Astronomical Journal.
Wskazówką do rozwiązania zagadki jest fakt, że HD93521 jest jedną z najszybciej rotujących gwiazd w Galaktyce. Gwiazdy mogą wirować w wyniku fuzji gwiazdowej, gdzie dwie blisko orbitujące gwiazdy mogą z czasem urosnąć i zderzyć się, tworząc jedną gwiazdę.
HD93521 prawdopodobnie rozpoczęła życie jako bliska para średniomasywnych gwiazd, którym było przeznaczone pochłonąć się nawzajem i stworzyć pojedynczą, szybko wirującą gwiazdę, jaką widzimy dzisiaj – powiedział Gies.
Takie gwiazdy o średniej masie żyją wystarczająco długo, aby dorównać długiemu czasowi przelotu HD93521.
HD93521 nie jest jedynym przypadkiem masywnej gwiazdy znalezionej tak daleko od miejsca swoich narodzin. Student Peter Wysocki z Georgia State bada przykład odległej masywnej gwiazdy podwójnej, która prawdopodobnie jest reprezentatywna dla etapu tuż przed fuzją. Gwiazda ta znana jest jako IT Librae i ma orientację, która powoduje wzajemne zaćmienia, gdy obie gwiazdy przechodzą naprzeciwko siebie. Badanie zmian w świetle i ruchów wykrytych w widmach prowadzi do oszacowania mas gwiazd.
Wysocki znalazł podobną zagadkę w wynikach dotyczących masy – przewidywany wiek jest znacznie krótszy niż czas podróży IT Librae z dysku. Jednak badania pokazują również, że gwiazda o niższej masie w parze zaczęła już przekazywać dużą część swojej masy gwieździe o wyższej masie, inicjując proces, który może ostatecznie doprowadzić do fuzji. Oznacza to, że gwiazda o wyższej masie jest w rzeczywistości starsza niż się wydaje, ponieważ rozpoczęła swoje życie jako gwiazda o niższej masie.
Te odległe masywne gwiazdy dostarczają uderzających dowodów na to, że bliskie pary gwiazd mogą łączyć się w jeszcze większe gwiazdy, powiedział Gies, i są kluczowymi wskazówkami na temat tego, jak szybko wirujące masywne gwiazdy są w stanie tworzyć czarne dziury o dużych spinach.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
