Życie nieśmiertelnych gwiazd

Gwiazdy żyją w taki sam sposób od początku istnienia Wszechświata: rodzą się, spalają wodór w hel, opuszczają ciąg główny i w końcu ponownie trafiają w kosmos. Jednak w odpowiednich warunkach gwiazdy mogą stać się nieśmiertelne. Jak to jest możliwe i co oznacza dla ich otoczenia?

Obraz w promieniach X, podczerwonych i świetle widzialnym przedstawiający Centaurus A, piątą najjaśniejszą galaktykę na nocnym niebie. Jest jedną z wielu, wewnątrz których znajduje się AGN.
Źródło: Promieniowanie X: NASA/CXC/SAO; Optyczne: Rolf Olsen; Podczerwień: NASA/JPL-Caltech.

Żyj szybko, nigdy nie umieraj
W wielu galaktykach znajduje się aktywne jądro galaktyczne – świecący dysk gazu i pyłu okrążający centralną supermasywną czarną dziurę. Mimo, że środowisko to jest ekstremalne, gwiazdy mogą żyć wewnątrz tych dysków, a astronomowie sugerują, że niektóre z nich mogą być nieśmiertelne.

Gdy gwiazdy te zmieniają wodór w hel w swoich jądrach, stale uzupełniają zapasy wodoru z otaczającego je dysku. W rezultacie nigdy nie kończy im się paliwo, nigdy nie opuszczają ciągu głównego i nigdy nie umierają. Obecnie zespół kierowany przez Adama Jermyna (Flatiron Institute) bada, w jaki sposób te ekstremalne gwiazdy mogą wpływać na ewolucję otaczającego je dysku.

Picie z gwiezdnej fontanny młodości
Jermyn i jego współpracownicy brali pod uwagę dyski o krótkim (0,1 miliona lat) i długim (10 milionów lat) czasie życia, szacując, że dyski te przechwycą odpowiednio 1000 i 20 000 gwiazd z wewnętrznych regionów swoich galaktyk. Dysk o krótkim czasie życia zawiera masę wystarczającą do tego, by 300 z nich uczynić nieśmiertelnymi, podczas gdy dysk o długim czasie życia może utrzymać wszystkie 20 000 gwiazd.

W obu dyskach nieśmiertelne gwiazdy dorastają do 300 mas Słońca i mają masywne jądra konwekcyjne. Nieustanne ruchy wirowe doprowadzają świeży wodór do ich rdzeni i transportują hel na zewnątrz, ku ich powierzchni. Stamtąd gwałtowne wiatry gwiazdowe unoszą bogaty w hel gaz w głąb dysku, zwiększając obfitość helu w pobliżu czarnej dziury. Konsekwencje tego chemicznego wzbogacenia nie są jeszcze jasne – może ono pozbawić nieśmiertelne gwiazdy ich super mocy, ponieważ zasysanie materii bogatej w hel sprawi, że będą one spalać wodór szybciej, niż można go uzupełnić – ale pomiary obfitości helu w aktywnych jądrach galaktyk mogą dostarczyć sposobu na sprawdzenie stopnia wzbogacenia chemicznego.

Nigdy więcej nieśmiertelności
Czy nieśmiertelne gwiazdy pomagają czy przeszkadzają w przetrwaniu dysku? Możliwe są oba warianty. Wiatry tych gwiazd prawdopodobnie uzupełniają zapasy w wewnętrznych obszarach dysku, ale mogą również powodować ucieczkę materii z zewnętrznych obszarów dysku. Ponadto, aktywne jądra galaktyk nie pozostają aktywne na zawsze – gdy dysk zaczyna się rozpadać, gwiazdy pozbywają się znacznej części swojej masy, dając dyskowi ostatni impuls, zanim gwiazdy przejdą z powrotem do strefy śmiertelnej i przekształcą się w czarne dziury.

Autorzy pracy zauważają, że ich szacunki są wciąż niepewne, ale jest jasne, że nieśmiertelne gwiazdy mogą odgrywać ważną rolę w ewolucji najbardziej wewnętrznych obszarów galaktyki. Przyszłe prace mogą zbadać konsekwencje wzbogaconego helu okrążającego supermasywną czarną dziurę lub ocenić wpływ gwiazd, które tworzą się w samym dysku. Jak widać, gwiazdy nieśmiertelne dostarczają wiele pracy zarówno modelarzom, jak i obserwatorom.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono