Bildnachweis: Hubble
Neue Untersuchungen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen, dass die Mehrheit der großen sterbenden Wolf-Rayat-Sterne einen kleineren Begleitstern in der Nähe hat. Wolf-Rayat-Sterne beginnen mindestens 20-mal so groß wie die Sonnenmasse, dauern nur wenige Millionen Jahre und explodieren dann als Supernovae. Es wird jetzt angenommen, dass diese Sterne und ihre Gefährten Masse übertragen, wenn sie sich gegenseitig umkreisen.
Die Mehrheit der massiven und brillanten, aber sterbenden „Wolf-Rayet“ -Sterne hat Gesellschaft - ein kleinerer Begleitstern, der nach neuen Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop in der Nähe umkreist. Das Ergebnis wird den Astronomen helfen zu verstehen, wie sich die größten Sterne im Universum entwickeln. Es kann auch das Geheimnis unglaublich massereicher Sterne lösen und eine bestimmte Art von Entfernungsschätzung in Frage stellen, die die scheinbare Helligkeit des Sternenlichts nutzt.
Wolf-Rayet (WR) -Sterne beginnen ihr Leben als kosmische Titanen mit mindestens der 20-fachen Masse der Sonne. Sie leben schnell und sterben hart, explodieren als Supernova und sprengen große Mengen schwerer Elemente in den Weltraum, um sie in späteren Generationen von Sternen und Planeten einzusetzen. "Ich sage den Leuten, dass ich die Sterne studiere, die viel Kohlenstoff in ihren Körpern und Gold in ihrem Schmuck erzeugt haben", sagt Dr. Debra Wallace vom Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md. "Verstehen, wie sich Wolf-Rayet-Sterne entwickeln." ist ein kritisches Glied in der Kette der Ereignisse, die letztendlich zum Leben geführt haben. “ Wallace ist Hauptautor von Artikeln zu dieser Forschung, die im Astronomical Journal und im Astrophysical Journal veröffentlicht werden sollen.
Bis diese Sterne sich dem Ende ihrer kurzen Lebensdauer nähern, verschmelzen sie während der „Wolf-Rayet“ -Phase schwere Elemente in ihren Kernen, um zu verhindern, dass sie unter ihrer eigenen immensen Masse zusammenbrechen. Dies erzeugt intensive Hitze und Strahlung, die heftige Sternwinde von 2,6 bis 5,4 Millionen Meilen pro Stunde (3,6 bis 9 Millionen km / h) antreibt, die für WR-Sterne charakteristisch sind (Bild 1). Diese Winde blasen die äußeren Schichten der WR-Sterne ab, reduzieren ihre Masse erheblich und komprimieren nahegelegene interstellare Wolken, lösen ihren Gravitationskollaps aus und entzünden eine neue Generation von Sternen.
Weil die kosmischen Entfernungen so groß sind, können zwei oder mehr Sterne, die sich gegenseitig umkreisen (Bilder 3 und 4), als einzelner Stern erscheinen, selbst wenn sie durch große Teleskope betrachtet werden (Bild 2). In der neuen Studie nutzten Wallace und ihr Team das überlegene Auflösungsvermögen der Planetenkamera im Instrument der Weitfeld-Planetenkamera 2 an Bord von Hubble, um neue potenzielle Begleitsterne für 23 von 61 WR-Sternen in unserer Galaxie zu identifizieren. Obwohl die scheinbaren Begleitsterne mit einer Lichtanalysetechnik namens Spektroskopie bestätigt werden müssen, war das Team bei der Erklärung von Begleitern von Sternen in der Nähe konservativ.
"Der Anteil der Wolf-Rayet-Sterne, die Begleitsterne visuell identifiziert haben, stieg mit unseren Beobachtungen von 15 Prozent vor Hubble auf 59 Prozent, darunter ein Viertel der bekannten WR-Sterne in unserer Galaxie", sagte Wallace. "Ich wäre nicht überrascht, wenn zukünftige Beobachtungen Gefährten um einen noch größeren Prozentsatz von ihnen enthüllen würden."
Das Vorhandensein eines Begleitsterns sollte laut Team einen erheblichen Einfluss darauf haben, wie sich diese Sterne entwickeln. Einer von vielen möglichen Einflüssen ist der Stoffübergang. Wenn die Sterne irgendwann in ihren Umlaufbahnen nahe beieinander liegen, kann ihre Gravitationswechselwirkung dazu führen, dass eines Gas auf das andere überträgt und ihre Masse im Laufe der Zeit erheblich verändert. Da massereichere Sterne ihren Treibstoff viel schneller verbrauchen als weniger massereiche Sterne, könnte ein solcher Stoffübergang ihre Lebensdauer erheblich verändern. Andere Einflüsse umfassen die Veränderung von Umlaufbahnen, Rotationsraten oder Massenverlustraten durch die Anziehungskraft ihrer Schwerkraft und den Einfluss von Sternwinden. "Astronomen gingen davon aus, dass Wolf-Rayet-Sterne einzeln waren, als sie versuchten, ihre Entwicklung zu berechnen, aber wir stellen fest, dass die meisten Unternehmen Gesellschaft haben", sagte Wallace. "Es ist, als würde man denken, dass das Eheleben dasselbe ist wie das Leben als Junggeselle. Ein Begleitstern muss das Leben dieser Sterne irgendwie verändern. “
Da es sich bei dem, was als ein Stern angesehen wird, tatsächlich um zwei oder sogar mehr handeln kann, müssen erstaunliche Massenschätzungen, die für bestimmte Sterne mehr als das Hundertfache der Sonne betragen, möglicherweise nach unten korrigiert werden. "Dies hilft tatsächlich dabei, ein offensichtliches Rätsel zu lösen, da Astronomen glauben, dass die Größe eines Sterns begrenzt ist", sagte Wallace. „Je massereicher ein Stern ist, desto schneller verbraucht er seinen Treibstoff und desto heller scheint er. Oberhalb von etwa 100 Sonnenmassen sollte sich ein Stern durch seine intensive Strahlung im Wesentlichen selbst in die Luft jagen. “
Das Ergebnis macht auch eine übliche Technik zur Schätzung der Entfernungen zu diesen Sternen unsicherer. Um eine Entfernungsschätzung zu einem Stern zu erhalten, erhält man den Spektraltyp des Sterns, eine Analyse des Lichts des Sterns, die seine einzigartigen Eigenschaften wie einen Fingerabdruck offenbart. Für einen bestimmten Spektraltyp kennt man die durchschnittliche absolute Leuchtkraft des Sterns (wie hell er wäre, wenn er eine bestimmte Entfernung - 32,6 Lichtjahre - entfernt wäre). Durch Messen der scheinbaren Leuchtkraft (wie hell es in seiner tatsächlichen, aber unbekannten Entfernung zu sein scheint) kann man dann die Beziehung zwischen seiner scheinbaren und absoluten Leuchtkraft verwenden, um die tatsächliche Entfernung zu bestimmen. Wenn es dort tatsächlich zwei (oder mehr) Sterne gibt, die Sie nicht sehen, erscheint der WR-Stern aufgrund seines Spektraltyps und seiner tatsächlichen Entfernung heller als er sollte, was dazu führt, dass die Entfernung falsch geschätzt wird.
Das Team besteht aus Wallace; Dr. Douglas R. Gies vom Institut für Physik und Astronomie der Georgia State University, Atlanta, Ga.; Anthony F. J. Moffat, D? Partement de Physique, Universität? de Montr al, Quebec, Kanada; und Michael M. Shara, Abteilung für Astrophysik, Amerikanisches Naturkundemuseum, New York, NY. Die Forschung wurde von der NASA finanziert.
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
