Tajemnice utraty masy starzejącej się gwiazdy rozwiązane

VLT image of the surroundings of VY Canis Majoris seen with SPHE

Zespół astronomów pracujących na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) wykonał najbardziej szczegółowe jak dotąd zdjęcia hiperolbrzyma VY Canis Majoris. Owe obserwacje tłumaczą jak wyjątkowo duże ziarna pyłu otaczającego gwiazdę umożliwiają jej uwalnianie olbrzymiej masy. Ten proces, który dopiero teraz udało się zrozumieć, jest niezbędny do przygotowania tak potężnej gwiazdy do jej końca w wybuchu supernowej.

VY Canis Majoris to gwiezdny Goliat – czerwony hiperolbrzym, jednak z największych znanych gwiazd w Drodze Mlecznej. Przy masie równej 30-40 masom Słońca i jasności 300 000-krotnie większej od Słońca, jest to gwiazda, która umieszczona w Układzie Słonecznym na miejscu Słońca pochłonęłaby Merkurego, Wenus, Ziemię, Marsa i Jowisza – na tyl wzrosły jej rozmiary na ostatnich etapach ewolucji.

eso1546b.jpg

Nowe obserwacje gwiazdy przeprowadzono przy użyciu instrumentu SPHERE zainstalowanego na VLT. System optyki adaptacyjnej tego instrumentu koryguje zdjęcia lepiej niż jakikolwiek system optyki adaptacyjnej dotychczas dostępny. Dzięki temu możliwe jest dokładne obserwowanie obiektów znajdujących się bardzo blisko jasnych źródeł światła. Instrument SPHERE pozwolił zobaczyć jak jasne promieniowanie VY Canis Majoris oświetla otaczające ją obłoki materii.

Pracując w trybie ZIMPOL instrumentu SPHERE, zespół mógł nie tylko głębiej zajrzeć do wnętrza tego obłoku gazowo-pyłowego lecz także zaobserwować w jaki sposób promieniowanie gwiazdy jest rozpraszane i polaryzowane przez otaczającą materię. To właśnie te pomiary doprowadziły do odkrycia osobliwych właściwości pyłu.

eso1546c.jpg

Dokładna analiza polaryzacji ujawniła, że ziarna pyłu są stosunkowo duże, sięgając rozmiarów 0.5 mikrometra. Może się to wydawać niewiele, jednak jest to średnio 50 razy większy rozmiar od rozmiaru ziaren pyłu znajdowanego zazwyczaj w przestrzeni międzygwiezdnej.

W trakcie zwiększania swoich rozmiarów masywne gwiazdy odrzucają duże ilości materii – każdego roku VY CVanis Majoris uwalnia ze swojej powierzchni pył i gaz o masie przekraczającej 30-krotność masy Ziemi. Taki obłok materii wypychany jest na zewnątrz przed eksplozją, która zniszczy część pyłu, a resztę gwałtownie wypchnie w przestrzeń międzygwiezdną. Tak powstała materia, wraz z cięższymi pierwiastkami powstałymi w eksplozji supernowej, wykorzystywana jest przez gwiazdy następnej generacji.

Dotychczas tajemnicą było w jaki sposób materia w górnych warstwach atmosfery tak potężnych gwiazd wypychana jest w przestrzeń międzygwiezdną przed wybuchem supernowej. Najbardziej prawdopodobnym podejrzanym dotychczas było ciśnienie promieniowania, siła wywierana przez promieniowanie słoneczne.  Gdy to ciśnienie jest bardzo słabe, cały proces opiera się na dużych ziarnach pyłu, w których duża powierzchnia ziaren pozwala na zauważalne efekty.

„Masywne gwiazdy żyją bardzo krótko,” mówi główny autor artykułu Peter Scicluna z Instytutu Astronomii i Astrofizyki Academia Sinica na Tajwanie. „Pod koniec swojego życia, tracą bardzo dużo swojej masy. W przeszłości mogliśmy tylko rozważać różne powody takiego zachowania. Jednak teraz, w nowych danych z instrumentu SPHERE, zauważyliśmy duże ziarna pyłu w otoczeniu tego hiperolbrzyma. Są one wystarczająco duże, aby do ich wypchnięcia wystarczyło intensywne ciśnienie promieniowania – to tłumaczy gwałtowną utratę masy tej gwiazdy.”

Duże ziarna pyłu obserwowane tak blisko gwiazdy oznaczają, że obłok może skutecznie rozpraszać widzialne światło emitowane przez gwiazdę. Co więcej, rozmiar ziaren pyłu oznacza, że większa jego część przetrwa oddziaływanie promieniowania wyemitowanego przez VY Canis Majoris w trakcie wybuchu supernowej. Wtedy, pył ten wzbogaci otaczający gwiazdę ośrodek międzygwiezdny i stanie się materiałem, z którego powstaną gwiazdy kolejnych generacji.

Źródło: ESO

Pobierz tapetę z tym regionem nieba:

1024×768 [563.3 KB]

1280×1024 [1001.1 KB]

1600×1200 [1.5 MB]

1920×1200 [1.9 MB]

2048×1536 [2.6 MB]

 

Komentarze

comments