Az öregedő csillag fogyás titka kiderült

Az ESO Nagyon nagy teleszkópját használó csillagászcsapat a legrészletesebb képeket készítette a VY Canis Majoris hipergigáns csillagról. Ezek a megfigyelések azt mutatják be, hogy a csillagot körülvevő váratlanul nagy porszemcsék lehetővé teszik-e, hogy hatalmas mennyiségű tömeget veszítsen, amikor elkezdi meghalni. Ez a folyamat, amelyet most először értek meg, olyan óriási csillagok előkészítéséhez szükséges, hogy szupernovákként találkozzanak robbanásveszélyes helyzetekkel.

A VY Canis Majoris egy csillag góliát, egy vörös hipergiant, a Tejút egyik legnagyobb ismert csillaga. 30–40-szerese a Nap tömegének és 300 000-szer nagyobb fényereje. Jelenlegi állapotában a csillag átfogja a Jupiter pályáját, hatalmasat tágulva, amikor életének utolsó szakaszába lép.

A csillag új megfigyelései a SPHERE műszert használták a VLT-n. Ennek a készüléknek az adaptív optikai rendszere nagyobb mértékben korrigálja a képeket, mint a korábbi adaptív optikai rendszerek. Ez lehetővé teszi a fényes fényforrásokhoz nagyon közeli funkciók nagyon részletes megtekintését. A SPHERE világosan feltárta, hogy a VY Canis Majoris ragyogó fénye hogyan világítja meg a körülötte lévő anyagfelhőket.

A ZIMPOL SPHERE mód használatával a csapat nemcsak mélyebben bepillanthatott ennek a csillag körüli gáz- és porfelhőnek a szívébe, hanem azt is láthatta, hogy a csillag fényét szétszórja és polarizálja a környező anyag. Ezek a mérések kulcsfontosságúak voltak a por megfoghatatlan tulajdonságainak felfedezéséhez.

A polarizációs eredmények gondos elemzése azt mutatta, hogy ezek a porszemek viszonylag nagy, 0,5 mikrométer átmérőjű részecskék, amelyek kicsinek tűnhetnek, de az ekkora szemcsék körülbelül 50-szer nagyobbak, mint a csillagközi térben általában.

Tágulásuk során a hatalmas csillagok nagy mennyiségű anyagot bocsátanak ki - a VY Canis Majoris minden évben a Föld tömegének 30-szorosát látja a felszínéről por és gáz formájában. Ez az anyagfelhő kifelé tolódik, mielőtt a csillag felrobban, ekkor a por egy része elpusztul, a többi pedig a csillagközi térbe kerül. Ezt az anyagot a szupernóva-robbanás során keletkezett nehezebb elemekkel együtt a csillagok következő generációja használja fel, amelyek felhasználhatják az anyagot a bolygók számára.

Eddig rejtélyes maradt, hogy az óriáscsillagok felső légkörében lévő anyag hogyan tolódik el az űrbe, mielőtt a gazda felrobban. A legvalószínűbb vezető mindig a sugárzás nyomása, a csillagfény által kifejtett erő. Mivel ez a nyomás nagyon gyenge, a folyamat nagy porszemekre támaszkodik, hogy elég széles felületet biztosítson érezhető hatáshoz.

"A hatalmas csillagok rövid életet élnek" - mondja Peter Scicluna, a tanulmány vezető szerzője, a tajvani Academia Sinica Csillagászati és Asztrofizikai Intézet. "Amikor az utolsó napok közelében vannak, rengeteg tömeget veszítenek. A múltban csak elméletet tudtunk levonni arról, hogyan történt ez. De most, az új SPHERE adatokkal, nagy porszemeket találtunk ennek a hipergóriának a körül. Ezek nagyok elég ahhoz, hogy a csillag intenzív sugárzási nyomása eltaszítsa, ami megmagyarázza a csillag gyors tömegvesztését. "

A csillaghoz oly közel észlelt nagy porszemek azt jelentik, hogy a felhő hatékonyan szétszórhatja a csillag látható fényét, és a csillag sugárzási nyomása lenyomhatja. A porszemek nagysága azt is jelenti, hogy nagy része valószínűleg túléli a sugárzást, amelyet VY Canis Majoris szupernóva elkerülhetetlen drámai pusztulása okoz. Ez a por ezután hozzájárul a környező csillagközi közeghez, táplálja a csillagok jövő generációit és bolygók kialakítására ösztönzi őket.

Ezt a kutatást P. Scicluna és munkatársai "Nagy porszemcsék a VY Canis Majoris szélén" című cikkben mutatták be, amely megjelent a folyóiratban. Csillagászat és asztrofizika.