Billedtekst: Ny forskning ved hjælp af data fra European Southern Observatory-teleskoper, herunder Very Large Telescope, har afsløret, at de varmeste og klareste stjerner, kendt som O-stjerner, ofte findes i tætte par. Kredit: ESA, NASA, H. Sana (Amsterdam University) og S.E. de Mink (STScI)
Ligesom mennesker synes stjerner at foretrække selskab med ledsagere. En ny undersøgelse ved hjælp af Very Large Telescope afslører, at de fleste meget lyse, højmasse O-type stjerner ikke lever alene. Overraskende nok har næsten tre fjerdedele af disse stjerner en tæt ledsagerstjerne, langt flere end tidligere antaget. Men nogle gange – også som mennesker – kan forholdet mellem ledsagerstjerner blive lidt grimt, hvor den ene stjerne bliver dominerende og endda forstyrrende ved at stjæle stof fra den anden eller foretage en fjendtlig overtagelse.
Et internationalt hold af astronomer har fundet ud af, at nogle stjerner nærmest vil suge livet ud af en anden, og omkring en tredjedel af tiden vil et par stjerner i sidste ende smelte sammen og danne en enkelt stjerne.
Stjernerne inkluderet i denne undersøgelse er nogle af de største, klareste stjerner, som har meget høje temperaturer. De lever hurtigt og dør unge, og i deres liv spiller de en nøglerolle i galaksernes udvikling. af, som driver udviklingen af galakser. De er også forbundet med ekstreme fænomener som gammastråleudbrud.
'Disse stjerner er absolutte giganter,' sagde Hugues Sana, fra University of Amsterdam, Holland, hovedforfatter af undersøgelsen. 'De har 15 eller flere gange vores sols masse og kan være op til en million gange lysere. Disse stjerner er så varme, at de skinner med et strålende blå-hvidt lys og har overfladetemperaturer på over 54.000 grader Fahrenheit (30.000 grader C).
Astronomerne undersøgte en prøve af 71 enkeltstjerner af O-typen og stjerner i par (binære) i seks nærliggende unge stjernehobe i Mælkevejen.
Ved at analysere lyset, der kommer fra disse mål mere detaljeret end før, opdagede holdet, at 75 procent af alle stjerner af O-typen findes inde i binære systemer, en højere andel end tidligere antaget, og den første præcise bestemmelse af dette tal. Endnu vigtigere fandt de dog ud af, at andelen af disse par, der er tæt nok til at interagere (gennem stjernefusioner eller overførsel af masse af såkaldte vampyrstjerner) er langt højere end nogen havde troet, hvilket har dybtgående implikationer for vores forståelse af galakse evolution.
Stjerner af O-typen udgør kun en brøkdel af en procent af stjernerne i universet, men de voldsomme fænomener, der er forbundet med dem, betyder, at de har en uforholdsmæssig stor effekt på deres omgivelser. Vindene og stødene fra disse stjerner kan både udløse og stoppe stjernedannelsen, deres stråling driver gløden fra lyse tåger, deres supernovaer beriger galakser med de tunge grundstoffer, der er afgørende for livet, og de er forbundet med gammastråleudbrud, som bl.a. de mest energiske fænomener i universet. Stjerner af O-typen er derfor impliceret i mange af de mekanismer, der driver galaksernes udvikling.
'En stjernes liv bliver stærkt påvirket, hvis den eksisterer sammen med en anden stjerne,' sagde Selma de Mink fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, Md., en medforfatter af undersøgelsen. 'Hvis to stjerner kredser meget tæt på hinanden, kan de i sidste ende smelte sammen. Men selv hvis de ikke gør det, vil én stjerne ofte trække stof væk fra sin nabos overflade.'
Fusioner mellem stjerner, som holdet vurderer vil være den ultimative skæbne for omkring 20 til 30 procent af stjerner af O-typen, er voldelige begivenheder. Men selv det forholdsvis blide scenarie med vampyrstjerner, som tegner sig for yderligere 40 til 50 procent af tilfældene, har dybtgående virkninger på, hvordan disse stjerner udvikler sig.
Indtil nu har astronomer for det meste anset, at tæt kredsende massive binære stjerner var undtagelsen, noget der kun var nødvendigt for at forklare eksotiske fænomener som røntgen-binære, dobbeltpulsarer og sorte hul-binære. Den nye undersøgelse viser, at for at fortolke universet korrekt, kan denne forenkling ikke foretages: disse tunge dobbeltstjerner er ikke bare almindelige, deres liv er fundamentalt anderledes end enkeltstjerners.
Indlæser afspiller...
For eksempel i tilfældet med vampyrstjerner - hvor den mindre stjerne med lavere masse forynges, når den suger det friske brint fra sin ledsager - vil dens masse stige betydeligt, og den vil overleve sin følgesvend og overleve meget længere end en enkelt stjerne samme masse. Offerstjernen bliver i mellemtiden frataget sin konvolut, før den har en chance for at blive en lysende rød superkæmpe. I stedet er dens varme, blå kerne blotlagt. Som et resultat heraf kan stjernepopulationen i en fjern galakse se ud til at være meget yngre, end den i virkeligheden er: både de foryngede vampyrstjerner og de formindskede offerstjerner bliver varmere og mere blå i farven, hvilket efterligner udseendet af yngre stjerner. At kende den sande andel af interagerende højmasse-binære stjerner er derfor afgørende for korrekt at karakterisere disse fjerne galakser.
'Den eneste information astronomer har om fjerne galakser er fra lyset, der når vores teleskoper. Uden at lave antagelser om, hvad der er ansvarligt for dette lys, kan vi ikke drage konklusioner om galaksen, såsom hvor massiv eller hvor ung den er. Denne undersøgelse viser, at den hyppige antagelse om, at de fleste stjerner er single, kan føre til de forkerte konklusioner,” sagde Sana.
At forstå, hvor store disse effekter er, og hvor meget dette nye perspektiv vil ændre vores syn på galaktisk evolution, vil kræve yderligere arbejde. Modellering af binære stjerner er kompliceret, så det vil tage tid, før alle disse overvejelser er inkluderet i modeller for galaksedannelse.
Papiret blev offentliggjort i 27. juli-udgaven af tidsskriftet Science.
Paper af: Sana, de Mink, et al. (PDF dokument)
Kilder: AT , HubbleSite