Nowe olbrzymy bogate w lit w starej gromadzie otwartej

trumpler20

Międzynarodowy zespół astronomów pracujący pod kierownictwem dr Rodolfo Smiljanica z Centrum Nauki im. Mikołaja Kopernika w Toruniu odkrył dwie nowe gwiazdy olbrzymy bogate w lit w starej otwartej gromadzie gwiazd znanej pod nazwą Trumpler 20. Odkrycie to może przynieść nam nowe, ważne informacje dotyczące powszechnego występowania gwiazd bogatych w lit w różnych środowiskach we Wszechświecie. Wyniki badań zespołu zostały opublikowane 6 maja w wersji online na serwerze arXiv.

Zdjęcie otwartej gromady Trumpler 20. Źródło: Uniwersytet Wiedeński
Zdjęcie otwartej gromady Trumpler 20. Źródło: Uniwersytet Wiedeński

Nowo odkryte gwiazdy oznaczono MG 340 oraz MG 591. Zostały one wykryte podczas analizy próbki 40 olbrzymów znalezionych w gromadzie Trumpler 20, której wiek szacuje się na 1.66 mld lat. Wysokiej rozdzielczości widma tych gwiazd uzyskano za pomocą instrumentu UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) zainstalowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile. Obserwacje prowadzono w ramach przeglądu Gaia-ESO Public Spectroscopic Survey, w którym wykorzystywany jest VLT oraz sonda Gaia, które badają zgrubienie centralne, dysk Drogi Mlecznej oraz składniki halo galaktycznego, jak również otwarte gromady gwiazd. Jednym z celów tego przeglądu jest stworzenie pierwszego, homogenicznego przeglądu rozkładu kinematyki i obfitości pierwiastków w naszej galaktyce.

Dzięki danym zebranym za pomocą spektrografu UVES Smiljanic wraz ze swoimi współpracownikami uzyskał parametry atmosferyczne i obfitość litu w MG 340 oraz MG 591. Co więcej, oszacowano masę tych nowo odkrytych gwiazd na 1.5-3.6 mas Słońca.

Gwiazdy bogate w lit znajdowane są w bardzo różnych środowiskach: w gromadach otwartych, gromadach kulistych, polach gwiazd bogatych w metale i ubogich w metale, w zgrubieniu centralnym Galaktyki, jak również w galaktykach karłowatych. We wcześniejszych badaniach wskazywano, że niektóre z tych gwiazd mogą posiadać planety, które zatopione w blasku gwiazdy mogą odpowiadać za podwyższoną ilość litu. Ten proces mógł aktywować wewnętrzną produkcję litu i pojawienie się go na powierzchni. Według toruńskiego zespołu badawczego nowe odkrycia wspierają jednak inną teorię.

„Właściwości wielu olbrzymów bogatych w lit odkrytych w ramach przeglądu Gaia-ESO wydają się zgadzać z właściwościami olbrzymów, które pochłonęły blisko nich krążące gazowe olbrzymy przed wejściem na gałąź czerwonych olbrzymów. Niemniej jednak, niewielka część przypadków wciąż wymaga innego wytłumaczenia. W swoim artykule opisujemy odkrycie dwóch olbrzymów bogatych w lit, które mogą być przykładami takiego alternatywnego procesu powstawania takich gwiazd w otwartej gromadzie Trumpler 20,” napisali naukowcy.

Jeden z oferowanych przez naukowców modeli nie uwzględnia żadnych procesów mieszania materii na powierzchni, dlatego też obfitość litu na powierzchni w tych gwiazdach pozostaje na poziomie przewidywanym przez standardowe modele ewolucji gwiazd.

„Postulujemy, że część olbrzymów bogatych w lit, odkrytych w naszej próbce zgadza się z teorią, że są to wyewoluowane odpowiedniki magnetycznych karłów klasy Ap. W tym przypadku procesy dodatkowego mieszania mogły być tłumione przez oddziaływanie pól magnetycznych,” napisano w artykule.

Jeżeli autorzy się nie mylą, ten scenariusz prawdopodobnie ma miejsce w wielu, jeżeli nie we wszystkich, olbrzymach bogatych w lit o podobnej masie i obfitości tego pierwiastka. Według naukowców tego typu gwiazdy nie doświadczałyby produkcji świeżego litu, a jedynie zachowałyby część pierwotnej jego obfitości. Zespół postuluje prowadzenie dalszych obserwacji, które mogą wesprzeć lub podważyć postulowany scenariusz.

Źródło: phys.org