Błękitne nadolbrzymy mogą powstać w wyniku połączenia dwóch gwiazd
Zespół naukowców znalazł wskazówki dotyczące błękitnych nadolbrzymów. Chociaż są powszechnie obserwowane, ich pochodzenie pozostaje odwieczną tajemnicą.
Wizja artystyczna układu podwójnego czerwonego olbrzyma i młodszego towarzysza, który może się połączyć tworząc błękitnego nadolbrzyma.
Źródło: Casey Reed, NASA
Międzynarodowy zespół badawczy odkrył wskazówki dotyczące pochodzenia niektórych z najjaśniejszych i najgorętszych gwiazd w naszym Wszechświecie, znanych jako błękitne nadolbrzymy. Chociaż te gwiazdy są powszechnie obserwowane, ich geneza stanowi zagadkę, nad którą naukowcy debatują od kilku dziesięcioleci. Korzystając z nowych modeli gwiazd i analizując obszerną próbkę danych z Wielkiego Obłoku Magellana, eksperci z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) znaleźli solidne dowody na to, że większość błękitnych nadolbrzymów mogła powstać poprzez połączenie dwóch gwiazd związanych w układzie podwójnym. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.
Błękitne nadolbrzymy typu B to bardzo jasne i gorące gwiazdy (co najmniej 10 000 razy jaśniejsze i 2 do 5 razy gorętsze od Słońca), o masie od 16 do 40 razy większej od masy Słońca. Zgodnie z konwencjonalną wiedzą o gwiazdach oczekuje się, że występują one podczas bardzo szybkiej fazy ewolucji, dlatego też powinny być rzadko obserwowane. Dlaczego więc obserwujemy ich tak wiele?
Ważnym wskazaniem dotyczącym ich pochodzenia jest to, że większość błękitnych nadolbrzymów obserwowana jest jako pojedyncze, co oznacza, że nie posiadają wykrywalnego towarzysza związanego grawitacyjnie. Pomimo tego, większość młodych, masywnych gwiazd rodzi się w układach podwójnych z towarzyszami. Dlaczego więc błękitne nadolbrzymy występują pojedynczo? Odpowiedź brzmi: masywne układy podwójne gwiazd „łączą się” i tworzą błękitne nadolbrzymy.
W pionierskim badaniu prowadzonym przez badaczkę IAC Athirę Menon, międzynarodowy zespół astrofizyków obliczeniowych i obserwacyjnych przeprowadził symulację szczegółowych modeli fuzji gwiazd i przeanalizował próbkę 59 wczesnych błękitnych nadolbrzymów typu B w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce satelitarnej Drogi Mlecznej.
Przeprowadziliśmy symulację fuzji wyewoluowanych olbrzymów z ich mniejszymi gwiezdnymi towarzyszami w szerokim zakresie parametrów, biorąc pod uwagę interakcję i mieszanie się dwóch gwiazd podczas fuzji. Nowo narodzone gwiazdy żyją jako błękitne nadolbrzymy przez drugą najdłuższą fazę życia gwiazdy, kiedy spala ona hel w swoim jądrze – wyjaśniła Menon.
Według Artemio Herrero, naukowca IAC i współautora artykułu, uzyskane wyniki wyjaśniają, dlaczego błękitne nadolbrzymy znajdują się w tak zwanej „luce ewolucyjnej” z klasycznej fizyki gwiazd, fazie ich ewolucji, w której nie spodziewalibyśmy się znaleźć gwiazd.
Czy jednak takie połączenia mogą również wyjaśnić zmierzone cechy błękitnych nadolbrzymów? Interesującym odkryciem jest, że gwiazdy powstałe w wyniku tych fuzji bardziej skutecznie odwzorowują skład powierzchniowy, zwłaszcza bogactwo w azot i hel, dużej części próbki niż tradycyjne modele gwiazd. Sugeruje to, że fuzje mogą stanowić dominujący mechanizm powstawania błękitnych nadolbrzymów – powiedział Danny Lennon, badacz z IAC, który również brał udział w tej analizie.
To badanie jest istotnym krokiem w rozwiązaniu długotrwałej zagadki powstania błękitnych nadolbrzymów, sugerując istotną rolę fuzji gwiazd w ewolucji galaktyk i ich populacji gwiazdowych. Kolejnym etapem badań będzie próba zrozumienia procesu eksplozji tych błękitnych nadolbrzymów oraz ich wpływu na środowisko związane z czarnymi dziurami i gwiazdami neutronowymi.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
