O stea de masă solară 300 neacoperită

mase solare

Folosind o combinație de instrumente pe telescopul foarte mare al ESO, astronomii au descoperit cele mai masive stele până în prezent, una cântărind la naștere de peste 300 de ori masa Soarelui, sau de două ori mai mult decât limita acceptată în prezent de 150 de mase solare. Existența acestor monștri - de milioane de ori mai luminoși decât Soarele, pierde în greutate prin vânturi foarte puternice - poate oferi un răspuns la întrebarea „cât de masive pot fi stelele?”

O echipă de astronomi condusă de Paul Crowther, profesor de astrofizică la Universitatea din Sheffield, a folosit Telescopul foarte mare (VLT) ESO, precum și datele de arhivă ale telescopului spațial Hubble NASA/ESA, pentru a studia două grupuri tinere de stele, NGC 3603 și RMC 136a în detaliu. NGC 3603 este o fabrică cosmică în care stelele se formează frenetic din norii extinse de gaz și praf ale nebuloasei, situate la 22.000 de ani lumină distanță de Soare (eso1005). RMC 136a (mai des cunoscut sub numele de R136) este un alt grup de stele tinere, masive și fierbinți, care se află în interiorul Nebuloasei Tarantulei, într-una din galaxiile noastre vecine, Marele Nor Magellanic, la 165 000 de ani lumină distanță (eso0613).

Echipa a găsit mai multe stele cu temperaturi de suprafață de peste 40.000 de grade, de peste șapte ori mai fierbinți decât Soarele nostru și de câteva zeci de ori mai mari și de câteva milioane de ori mai strălucitoare. Comparațiile cu modelele implică faptul că mai multe dintre aceste stele s-au născut cu mase care depășesc 150 de mase solare. Steaua R136a1, găsită în grupul R136, este cea mai masivă stea găsită vreodată, cu o masă actuală de aproximativ 265 de mase solare și cu o greutate la naștere de până la 320 de ori mai mare decât a Soarelui.

În NGC 3603, astronomii ar putea măsura în mod direct masele a două stele care aparțin unui sistem de stele duble [1], ca validare a modelelor utilizate. Stelele A1, B și C din acest cluster au mase estimate la naștere peste sau aproape de 150 de mase solare.

Stelele foarte masive produc fluxuri foarte puternice. „Spre deosebire de oameni, aceste stele se nasc grele și pierd în greutate pe măsură ce îmbătrânesc”, spune Paul Crowther. „Având puțin peste un milion de ani, cea mai extremă stea R136a1 este deja„ de vârstă mijlocie ”și a suferit un program intens de slăbire, aruncând o cincime din masa sa inițială în acel timp, sau mai mult de cincizeci de mase solare.”

Dacă R136a1 ar înlocui Soarele în Sistemul nostru Solar, acesta ar depăși Soarele cu atât cât Soarele depășește în prezent Luna Plină. "Masa sa ridicată ar reduce lungimea anului Pământului la trei săptămâni și ar scălda Pământul cu radiații ultraviolete incredibil de intense, făcând viața pe planeta noastră imposibilă", spune Raphael Hirschi de la Universitatea Keele, care aparține echipei.

Aceste stele super-grele sunt extrem de rare, formându-se numai în cele mai dense grupuri de stele. Distingerea stelelor individuale - care a fost realizată acum pentru prima dată - necesită puterea de rezolvare rafinată a instrumentelor cu infraroșu ale VLT [2].

Echipa a estimat, de asemenea, masa maximă posibilă pentru stelele din aceste grupuri și numărul relativ al celor mai masive. „Cele mai mici stele sunt limitate la mai mult de aproximativ optzeci de ori mai mult decât Jupiter, sub care sunt„ stele eșuate ”sau pitici bruni”, spune membru al echipei Olivier Schnurr de la Astrophysikalisches Institut Potsdam. „Noua noastră descoperire susține opinia anterioară conform căreia există, de asemenea, o limită superioară pentru cât de mari pot obține stelele, deși ridică limita cu un factor de doi, la aproximativ 300 de mase solare”.

În R136, doar patru stele cântăreau mai mult de 150 de mase solare la naștere, totuși ele reprezintă aproape jumătate din puterea vântului și a radiației întregului grup, cuprinzând aproximativ 100.000 de stele în total. R136a1 singur își energizează împrejurimile cu mai mult de un factor de cincizeci în comparație cu clusterul Nebuloasa Orion, cea mai apropiată regiune de formare masivă de stele de Pământ.

Înțelegerea modului în care se formează stele cu masă ridicată este suficient de nedumeritoare, datorită vieții lor foarte scurte și a vânturilor puternice, astfel încât identificarea unor cazuri extreme precum R136a1 ridică provocarea teoreticienilor și mai mult. „Fie s-au născut stele atât de mari, fie de stele mai mici s-au îmbinat pentru a le produce”, explică Crowther.

Stelele cuprinse între aproximativ 8 și 150 de mase solare explodează la sfârșitul vieții lor scurte sub formă de supernove, lăsând în urmă resturi exotice, fie stele de neutroni, fie găuri negre. După ce au stabilit acum existența stelelor care cântăresc între 150 și 300 de mase solare, descoperirile astronomilor ridică perspectiva existenței unor „supernove de instabilitate în perechi” excepțional de strălucitoare, care se distrug complet, nereușind să lase în urmă vreo rămășiță și să se disperseze până zece mase solare de fier în împrejurimile lor. Câțiva candidați pentru astfel de explozii au fost deja propuși în ultimii ani.

Nu numai că R136a1 este cea mai masivă stea găsită vreodată, dar are și cea mai mare luminozitate, aproape de 10 milioane de ori mai mare decât Soarele. „Datorită rarității acestor monștri, cred că este puțin probabil ca acest nou record să fie doborât în ​​curând”, conchide Crowther.

Note

[1] Steaua A1 din NGC 3603 este o stea dublă, cu o perioadă orbitală de 3,77 zile. Cele două stele din sistem au, respectiv, de 120 și 92 de ori masa Soarelui, ceea ce înseamnă că s-au format ca stele cântărind, respectiv, 148 și 106 mase solare.

[2] Echipa a folosit instrumentele SINFONI, ISAAC și MAD, toate atașate la telescopul foarte mare ESO de la Paranal, Chile.

[3] (notă adăugată la 26 iulie 2010) „Cel mai mare” din titlu nu înseamnă că aceste stele sunt cele mai mari observate. Astfel de stele, numite supergigante roșii, pot avea raze de până la aproximativ o mie de raze solare, în timp ce R136a1, care este albastru, este de aproximativ 35 de ori mai mare decât Soarele. Cu toate acestea, R136a1 este steaua cu cea mai mare masă cunoscută până în prezent.

Mai multe informatii

Această lucrare este prezentată într-un articol publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society („Clusterul stelar R136 găzduiește mai multe stele ale căror mase individuale au depășit cu mult limita de masă stelară acceptată de 150 Msun”, de P. Crowther și colab.).

Echipa este compusă din Paul A. Crowther, Richard J. Parker și Simon P. Goodwin (Universitatea din Sheffield, Marea Britanie), Olivier Schnurr (Universitatea din Sheffield și Astrophysikalisches Institut Potsdam, Germania), Raphael Hirschi (Universitatea Keele, Marea Britanie), și Norhasliza Yusof și Hasan Abu Kassim (Universitatea din Malaya, Malaezia).

ESO, Observatorul European Sudic, este cea mai importantă organizație interguvernamentală de astronomie din Europa și cel mai productiv observator astronomic din lume. Este susținut de 14 țări: Austria, Belgia, Republica Cehă, Danemarca, Franța, Finlanda, Germania, Italia, Țările de Jos, Portugalia, Spania, Suedia, Elveția și Regatul Unit. ESO desfășoară un program ambițios axat pe proiectarea, construcția și funcționarea unor instalații puternice de observare la sol, care permit astronomilor să facă descoperiri științifice importante. ESO joacă, de asemenea, un rol de lider în promovarea și organizarea cooperării în cercetarea astronomică. ESO operează trei site-uri unice de observare de clasă mondială în Chile: La Silla, Paranal și Chajnantor. La Paranal, ESO operează Telescopul foarte mare, cel mai avansat observator astronomic cu lumină vizibilă din lume și VISTA, cel mai mare telescop de inspecție din lume. ESO este partenerul european al unui telescop astronomic revoluționar ALMA, cel mai mare proiect astronomic existent. ESO planifică în prezent un telescop optic/infraroșu european extrem de mare de 42 de metri, E-ELT, care va deveni „cel mai mare ochi din lume pe cer”.