Alacsony nátriumtartalmú étrend A csillagok öregségének kulcsa

Az új VLT-megfigyelések komoly fejfájást okoznak a csillagelméletek számára

öregség

A csillagászok arra számítanak, hogy a Naphoz hasonló csillagok életük végéhez közeledve atmoszférájuk nagy részét az űrbe fújják. Az ESO Nagyon nagy teleszkópjának felhasználásával készített hatalmas csillagfürt új megfigyelései azonban minden várakozás ellenére megmutatták, hogy a vizsgált sztárok többsége egyszerűen egyáltalán nem jutott el életének ezen szakaszához. A nemzetközi csapat megállapította, hogy a csillagokban lévő nátriummennyiség nagyon erősen megjósolta, hogy hogyan fejezték be életüket.

A csillagok fejlődésének és életének befejezésének módját sok éven át jól ismertnek tartották. Részletes számítógépes modellek azt jósolták, hogy a Naphoz hasonló tömegű csillagoknak életük vége felé lesz egy időszak - az úgynevezett aszimptotikus óriáságnak, vagy AGB-nek [1] -, amikor végső atomrobbantáson esnek át és sokat puffognak. tömegük gáz és por formájában.

Ez az elűzött anyag [2] a csillagok következő generációit alkotja, és ez a tömegvesztés és újjászületés ciklusa létfontosságú az Univerzum fejlődő kémiai folyamatának magyarázatához. Ez a folyamat biztosítja a bolygók kialakulásához szükséges anyagot - sőt, a szerves élet összetevőit is.

De amikor az ausztrál csillagelméleti szakértő, Simon Campbell, a melashourne-i Monashi Egyetem Asztrofizikai Központja felkutatta a régi cikkeket, olyan csábító javaslatokat talált, amelyek szerint egyes csillagok valahogy nem tartják be a szabályokat, és teljesen kihagyhatják az AGB fázist. Felveszi a történetet:

„Egy csillag modellező tudós számára ez a javaslat őrült volt! Minden csillag az AGB fázison megy keresztül modelljeink szerint. Kétszer ellenőriztem az összes régi vizsgálatot, de megállapítottam, hogy ezt nem vizsgálták megfelelően. Úgy döntöttem, hogy kivizsgálom magam, annak ellenére, hogy kevés megfigyelési tapasztalatom van.

Campbell és csapata az ESO Nagyon nagy teleszkópjával (VLT) nagyon alaposan tanulmányozta a csillagokból érkező fényt a Pavo (A páva) déli csillagképben található NGC 6752 gömb alakú csillagcsoportban. Ez a hatalmas ókori csillaggömb tartalmazza mind a csillagok első generációját, mind a másodikat, amely valamivel később keletkezett [3]. A két generációt meg lehet különböztetni a bennük lévő nátrium mennyiségével - ezt a nagyon jó minőségű VLT adatokkal lehet mérni.

„A FLAMES, a VLT több objektumú, nagy felbontású spektrográfja volt az egyetlen eszköz, amely lehetővé tette számunkra, hogy egyszerre 130 csillagra vonatkozóan valóban kiváló minőségű adatokat szerezzünk. És ez lehetővé tette számunkra, hogy egy mozdulattal megfigyeljük a gömbhalmaz nagy részét ”- teszi hozzá Campbell.

Az eredmények meglepetést okoztak - a vizsgálatban szereplő összes AGB csillag az első generációs csillagok alacsony nátriumszint volt, és a magasabb nátriumszintű második generációs csillagok egyike sem lett AGB csillag. A csillagok 70% -án még nem ment át a végső atomégetési és tömegvesztési szakasz [4] [5].

„Úgy tűnik, hogy a csillagoknak alacsony nátriumtartalmú étrendre van szükségük ahhoz, hogy idős korukban elérjék az AGB fázist. Ez a megfigyelés több okból is fontos. Ezek a csillagok a legfényesebb csillagok a gömbhalmazokban - tehát 70% -kal kevesebb lesz a legfényesebb csillag, mint azt az elmélet előre jelzi. Ez azt is jelenti, hogy a számítógépes csillagmodelljeink hiányosak és javításra kerülnek! zárja le Campbell.

A csapat arra számít, hogy hasonló eredményeket találnak más csillagcsoportok esetében is, és további megfigyeléseket terveznek.

Megjegyzések

[1] Az AGB csillagok furcsa nevüket a Hertzsprung Russell-diagramon elfoglalt helyük miatt kapják, amely a csillagok fényerejének ábrázolása a színeikkel szemben.

[2] Ezt a kisugárzott anyagot rövid ideig megvilágítja a csillag erős ultraibolya sugárzása, és bolygóködet hoz létre (lásd például: eso1317).

[3] Noha a gömbhalmaz csillagai nagyjából egyidőben keletkeztek, ma már jól bebizonyosodott, hogy ezek a rendszerek nem olyan egyszerűek, mint korábban gondolták. Általában két vagy több csillagpopulációt tartalmaznak, különböző mennyiségű könnyű kémiai elemekkel, például szénnel, nitrogénnel és - ebben az új tanulmányban döntően - nátriummal.

[4] Úgy gondolják, hogy azok a csillagok, amelyek kihagyják az AGB fázist, közvetlenül héliumfehér törpecsillagokká fejlődnek, és sok milliárd év alatt fokozatosan lehűlnek.

[5] Nem gondolják, hogy maga a nátrium okozza a különböző viselkedést, hanem szorosan kapcsolódnia kell a mögöttes okhoz - ami továbbra is rejtélyes.

Több információ

Ezt a kutatást Simon Campbell és munkatársai „A nátriumtartalom a gömbcsomócsillagok fejlett evolúciójának előrejelzőjeként” című cikkben mutatták be, amely online megjelent a Nature folyóiratban 2013. május 29-én.

A csapat tagjai: Simon W. Campbell (Monash Egyetem, Melbourne, Ausztrália), Valentina D'Orazi (Macquarie Egyetem, Sydney, Ausztrália; Monash Egyetem), David Yong (Ausztrál Nemzeti Egyetem, Canberra, Ausztrália [ANU]), Thomas N. Constantino (Monashi Egyetem), John C. Lattanzio (Monashi Egyetem), Richard J. Stancliffe (ANU; Bonni Egyetem, Németország), George C. Angelou (Monashi Egyetem), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), Frank Grundahl (Aarhusi Egyetem, Dánia).