Znajdowanie gwiazd pozbawionych otoczek
Naukowcy pracujący z teleskopami CHARA Array zakończyli badania grupy gwiazd, co do których podejrzewa się, że pożarły większość gazu ze swoich towarzyszy.
Wizja artystyczna gwiazdy Be i jej dysku (na górze po prawej), okrążaną przez gwiazdę pozbawioną otoczki (na dole po lewej).
Namalowane przez Williama Poundsa.
Wyniki nowych badań, prowadzonych pod kierunkiem doktora Roberta Klementa, zostały opublikowane w The Astrophysical Journal. Praca ta identyfikuje nowe orbity pozbawionych otoczek podkarłów, które okrążają szybko wirujące masywne gwiazdy, co prowadzi do nowego zrozumienia trajektorii życia bliskich gwiazd podwójnych.
Współpracując z kolegami z CHARA Array w Mount Willson w Kalifornii, Klement skierował teleskopy o dużej mocy na zbiór stosunkowo pobliskich gwiazd linii emisyjnej B, w skrócie „gwiazdy Be”. Są to szybko obracające się gwiazdy, o których sądzi się, że skrywają niezwykłych towarzyszy na orbicie.
Gwiazdy Be powstały prawdopodobnie w wyniku intensywnych interakcji między bliskimi parami gwiazd. Astronomowie odkryli, że wiele gwiazd występuje w takich parach, co jest szczególnie widoczne w przypadku gwiazd masywniejszych od naszego Słońca. Pary o niewielkich odległościach mają przed sobą burzliwe przeznaczenie, ponieważ z wiekiem ich rozmiary rosną i mogą osiągnąć wielkość zbliżoną do odległości między nimi.
Kiedy to nastąpi, gaz z rosnącej gwiazdy może przekroczyć przerwę między parą, dzięki czemu towarzysz może ucztować na przeniesionym strumieniu gazu. Ten proces kanibalizacji ostatecznie pozbawi gwiazdę-dawcę masy prawie całego gazu i pozostawi po sobie małe, gorące jądro jej dawnego centrum spalania jądrowego.
Astronomowie przewidywali, że strumień transferu masy powoduje, że gwiazda towarzysząca zaczyna wirować i staje się bardzo szybko rotującą. Niektóre z najszybszych rotujących gwiazd to gwiazdy Be. Gwiazdy Be wirują tak szybko, że część ich gazu jest wyrzucana ze stref równikowych, który tworzy orbitujący pierścień gazowy.
Do tej pory ten przewidywany etap w życiu bliskich układów podwójnych wymykał się astronomom, ponieważ odległości między gwiazdami są zbyt małe, aby można je było zobaczyć za pomocą konwencjonalnych teleskopów, a także dlatego, że pozbawione powłoki gwiezdne zwłoki są ukryte w blasku ich jasnych towarzyszy. Jednak teleskop CHARA Array umożliwił badaczom znalezienie tych pozbawionych otoczek gwiazd.
Sieć CHARA Array wykorzystuje sześć teleskopów rozmieszczonych na szczycie Mount Wilson, które działają jak jeden olbrzymi teleskop o średnicy 330 metrów. Daje to astronomom możliwość rozdzielenia światła par gwiazd nawet przy bardzo małych przesunięciach kątowych. Klement wykorzystał również kamery MIRC-X i MYSTIC, które mogą rejestrować sygnał świetlny zarówno bardzo jasnych, jak i bardzo słabych obiektów znajdujących się blisko siebie.
Naukowcy chcieli ustalić, czy gwiazdy Be powstały w wyniku transferu masy i czy są gospodarzami orbitujących gwiazd pozbawionych powłoki. Klement rozpoczął dwuletni program obserwacyjny CHARA, a jego praca szybko się opłaciła. W dziewięciu z 37 gwiazd Be odkrył słabe światło gwiazd towarzyszących. Skupił się na siedmiu z tych obiektów i był w stanie śledzić ruch orbitalny gwiezdnych zwłok wokół gwiazd Be.
Orbity są ważne, ponieważ pozwalają nam określić masy par gwiazd – powiedział Klement. Nasze pomiary masy wskazują, że pozbawione otoczek gwiazdy straciły prawie wszystko. W przypadku gwiazdy HR2142, pozbawiona otoczki gwiazda prawdopodobnie spadła z 10 mas Słońca do jednej masy Słońca.
Nie wokół każdej gwiazdy Be wykryto pozbawioną otoczki gwiazdę, a naukowcy uważają, że w niektórych z tych przypadków zwłoki przekształciły się w małego białego karła, zbyt słabego do wykrycia nawet za pomocą CHARA Array. W innych przypadkach interakcja mogła być tak intensywna, że gwiazdy połączyły się w jedną szybko rotującą gwiazdę.
Klement rozszerza obecnie poszukiwania orbitujących gwiazd pozbawionych otoczki na rzecz gwiazd Be na niebie południowym przy użyciu Bardzo Dużego Teleskopu w Chile. Współpracuje również z Luqianem Wangiem z Yunnan Observatories w Chinach w badaniach wykorzystujących Kosmiczny Teleskop Hubble’a do wykrywania słabego światła pozbawionych otoczek gwiazd towarzyszących. Ponieważ ciała te są gorące, są one stosunkowo jaśniejsze w ultrafiolecie, który można obserwować tylko za pomocą HST.
Badania gwiazd Be za pomocą CHARA ujawniło bezpośrednio, że gwiazdy te powstały w wyniku hurtowej transformacji poprzez transfer masy – powiedział Douglas Gies, dyrektor CHARA. Teraz po raz pierwszy widzimy rezultat gwiezdnej uczty, która doprowadziła do powstania gwiazd pozbawionych otoczki.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
