Hubble odkrywa monstrualnie masywne gwiazdy

R136 obserwowana za pomocą WFC3

Wykorzystując unikalne zdolności Kosmicznego Teleskopu Hubble’a do obrazowania w ultrafiolecie astronomowie zidentyfikowali dziewięć ogromnych gwiazd o masach przekraczających 100 mas Słońca w gromadzie gwiazd R136. To największa próbka bardzo masywnych gwiazd jak dotąd zidentyfikowana. Wyniki, które zostaną opublikowane w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society stawiają przed nami wiele nowych pytań o formowanie się masywnych gwiazd.

Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał Kosmiczny Teleskop Hubble’a do wykonania – za pomocą Wide Field Camera 3 zdjęć o niespotykanej dotąd rozdzielczości przestrzennej w ultrafiolecie – młodej gromady gwiazd R136.

Pseudo image of R136

R136 ma średnicę zaledwie kilku lat świetlnych i znajduje się w Mgławicy Tarantula znajdującej się w Wielkim Obłoku Magellana około 170 000 lat świetlnych od Ziemi. W tej młodej gromadzie znajduje się wiele ekstremalnie masywnych, gorących i jasnych gwiazd, które emitują energię głównie w ultrafiolecie. Dlatego też naukowcy postanowili przeanalizować promieniowanie ultrafioletowe z tej gromady.

Oprócz znalezienia kilkudziesięciu gwiazd o masach przekraczających 50 mas Słońca, w ramach nowych badań udało się odkryć łącznie dziewięć bardzo masywnych gwiazd o masie ponad 100 mas Słońca. Niemniej jednak aktualny rekordzista – R136a1 utrzyma swoje miejsce na podium jako najmasywniejsza gwiazda znana we Wszechświecie (ok. 250 mas Słońca). Wykryte w ramach przeglądu gwiazdy są nie tylko ekstremalnie masywne lecz także ekstremalnie jasne. Łączna moc promieniowania tych dziewięciu gwiazd przewyższa moc promieniowania Słońca o czynnik 30 milionów.

Naukowcom udało się także zbadać wypływy z tych gwiezdnych behemotów, które zdecydowanie łatwiej zbadań w zakresie ultrafioletowym. Z tych gwiazd ucieka materia o masie Ziemi w każdym miesiącu. Owa materia oddala się od gwiazdy z prędkością równą 1% prędkości światła co powoduje gwałtowną utratę masy w krótkim życiu takiej gwiazdy.

„Zdolność rozdzielenia promieniowania ultrafioletowego w tak wyjątkowo zatłoczonym regionie na poszczególne jego elementy i oddzielenie sygnatur pojedynczych gwiazd, możliwe było tylko za pomocą instrumentów na pokładzie Hubble’a,” tłumaczy Paul Crowther z University of Sheffield i główny autor badania.

W 2010 roku Crowther wraz ze współpracownikami wykazał obecność czterech gwiazd wewnątrz R136, z których każda miała masę przekraczającą 150 mas Słońca. W tym czasie ekstremalne właściwości tych gwiazd były zaskoczeniem, bowiem przekraczały górny limit masy dla gwiazd, który podówczas był ogólnie przyjmowany. Teraz nowa analiza danych pozwoliła wykazać obecność kolejnych pięciu gwiazd o masie powyżej 100 mas Słońca w R136. Wyniki zebrane w R136 i innych gromadach każą postawić nowe pytania o procesy odpowiadające za powstawanie masywnych gwiazd, bowiem pochodzenie tego typu olbrzymów pozostaje niejasne.

Saida Caballero-Nieves, współautorka badania tłumaczy: „Sugerowano, że tego typu potwory powstają z połączenia mniejszych gwiazd w ciasnych układach podwójnych. Z tego co wiemy o częstotliwości masywnych mergerów, ten scenariusz nie może odpowiadać za wszystkie naprawdę masywne gwiazdy, które widzimy w R136.”