science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hubble lost mysterie van dimmende monstersterren op

Deze zoom in VY Canis Majoris is een combinatie van Hubble-beeldvorming en een artist impression. Het linkerpaneel is een veelkleurige Hubble-afbeelding van de enorme nevel van materiaal die door de hyperreuzenster is afgestoten. Deze nevel heeft een doorsnede van ongeveer een biljoen mijl. Het middelste paneel is een close-up Hubble-weergave van het gebied rond de ster. Deze afbeelding onthult nauwe knopen, bogen, en filamenten van materiaal die door de ster worden uitgestoten terwijl deze door zijn gewelddadige proces gaat om materiaal de ruimte in te werpen. VY Canis Majoris wordt niet gezien in deze weergave, maar het kleine rode vierkantje markeert de locatie van de hyperreus, en vertegenwoordigt de diameter van het zonnestelsel tot aan de baan van Neptunus, die 5,5 miljard mijl breed is. Het laatste paneel is een artist's impression van de hyperreuzenster met enorme convectiecellen en gewelddadige uitstoot. VY Canis Majoris is zo groot dat als het de zon zou vervangen, de ster zou zich honderden miljoenen mijlen uitstrekken, tussen de banen van Jupiter en Saturnus. Krediet:NASA, ESA, en R. Humphreys (Universiteit van Minnesota), en J. Olmsted (STScI)

Vorig jaar, astronomen waren verbaasd toen Betelgues, de heldere rode superreus in het sterrenbeeld Orion, dramatisch vervaagd, maar herstelde zich daarna. Het dimmen duurde weken. Nutsvoorzieningen, astronomen hebben hun blik gericht op een monsterster in het aangrenzende sterrenbeeld Canis Major, de Grote Hond.

De rode hyperreus VY Canis Majoris - die veel groter is, massiever, en gewelddadiger dan Betelgeuze - ervaringen veel langer, dimmer periodes die jaren duren. Nieuwe bevindingen van NASA's Hubble-ruimtetelescoop suggereren dat dezelfde processen die op Betelgeuze plaatsvonden, plaatsvinden in deze hyperreus, maar op een veel grotere schaal.

"VY Canis Majoris gedraagt ​​zich net als Betelgeuze op steroïden, " legde de leider van de studie uit, astrofysicus Roberta Humphreys van de Universiteit van Minnesota, Minneapolis.

Net als bij Betelgeuze, Hubble-gegevens suggereren het antwoord waarom deze grotere ster dimt. Voor Betelgeuze, het dimmen kwam overeen met een gasvormige uitstroom die mogelijk stof heeft gevormd, die kort een deel van Betelgeuze's licht uit ons zicht blokkeerde, het dimeffect creëren.

"In VY Canis Majoris zien we iets soortgelijks, maar op veel grotere schaal. Massale uitwerpselen van materiaal die overeenkomen met de zeer diepe vervaging, wat waarschijnlijk te wijten is aan stof dat tijdelijk het licht van de ster blokkeert, ' zei Humphreys.

De enorme rode hyperreus is 300, 000 keer helderder dan onze zon. Als het de zon in ons eigen zonnestelsel zou vervangen, het opgeblazen monster zou zich honderden miljoenen mijlen uitstrekken, tussen de banen van Jupiter en Saturnus.

"Deze ster is absoluut geweldig. Het is een van de grootste sterren die we kennen - een zeer geëvolueerd, rode superreus. Het heeft meerdere, gigantische uitbarstingen, ’ legde Humphreys uit.

Gigantische bogen van plasma omringen de ster op afstanden van de ster die duizenden keren verder weg zijn dan de aarde van de zon. Deze bogen lijken op de zonneprotuberansen van onze eigen zon, alleen op veel grotere schaal. Ook, ze zijn niet fysiek verbonden met de ster, maar liever, lijken te zijn weggegooid en gaan weg. Sommige van de andere structuren dicht bij de ster zijn nog relatief compact, zien eruit als kleine knopen en vage functies.

In eerder Hubble-werk, Humphreys en haar team waren in staat om te bepalen wanneer deze grote structuren van de ster werden uitgeworpen. Ze vonden data van de afgelopen honderden jaren, sommige zo recent als de afgelopen 100 tot 200 jaar.

Nutsvoorzieningen, in nieuw werk met Hubble, onderzoekers hebben functies ontdekt die veel dichter bij de ster liggen en mogelijk minder dan een eeuw oud zijn. Door Hubble te gebruiken om de snelheden en bewegingen van de dichte knopen van heet gas en andere kenmerken te bepalen, Humphreys en haar team waren in staat om deze uitbarstingen nauwkeuriger te dateren. Wat ze vonden was opmerkelijk:veel van deze knopen verwijzen naar meerdere afleveringen in de 19e en 20e eeuw toen VY Canis Majoris vervaagde tot een zesde van zijn gebruikelijke helderheid.

In tegenstelling tot Betelgeuze, VY Canis Majoris is nu te zwak om met het blote oog te zien. De ster was ooit zichtbaar, maar is zo gedimd dat hij nu alleen met telescopen te zien is.

De hyperreus verliest 100 keer zoveel massa als Betelgeuze. De massa in sommige knopen is meer dan tweemaal de massa van Jupiter. "Het is verbazingwekkend dat de ster het kan, Humphreys zei. "De oorsprong van deze episoden met hoog massaverlies in zowel VY Canis Majoris als Betelgeuse wordt waarschijnlijk veroorzaakt door grootschalige oppervlakteactiviteit, grote convectieve cellen zoals op de zon. Maar op VY Canis Majoris, de cellen kunnen zo groot zijn als de hele zon of groter."

"Dit komt waarschijnlijk vaker voor bij rode superreuzen dan wetenschappers dachten en VY Canis Majoris is een extreem voorbeeld, Humphreys vervolgde. "Het kan zelfs het belangrijkste mechanisme zijn dat het massaverlies veroorzaakt, dat is altijd een beetje een mysterie geweest voor rode superreuzen."

Hoewel andere rode superreuzen vergelijkbaar helder zijn en veel stof uitstoten, geen van hen is zo complex als VY Canis Majoris. "Dus wat is er zo speciaal aan? VY Canis Majoris bevindt zich misschien in een unieke evolutionaire staat die hem scheidt van de andere sterren. Het is waarschijnlijk zo actief over een zeer korte periode, misschien maar een paar duizend jaar. We zullen er niet veel van in de buurt zien, ' zei Humphreys.

De ster begon zijn leven als een superheet, briljant, blauwe superreuzenster misschien wel 35 tot 40 keer de massa van onze zon. Na een paar miljoen jaar, toen de verbrandingssnelheid van de waterstoffusie in de kern veranderde, de ster zwol op tot een rode superreus. Humphreys vermoedt dat de ster misschien even is teruggekeerd naar een warmere staat en vervolgens weer is opgezwollen tot een rood superreusstadium.

"Misschien wat VY Canis Majoris zo speciaal maakt, zo extreem, met deze zeer complexe ejecta, misschien is het een rode superreus van de tweede trap, " legde Humphreys uit. VY Canis Majoris heeft misschien al de helft van zijn massa verloren. In plaats van te exploderen als een supernova, het kan gewoon direct instorten in een zwart gat.

De bevindingen van het team verschijnen in de 4 februari 2021 editie van The Astronomisch tijdschrift .