Stel je een enkele ster voor die helderder is dan een miljoen zonnen, die om de paar decennia uitbarst in een enorme uitbarsting die zo helder schijnt als een supernova. Maar de ontploffing, hoe woest het ook is, vernietigt de tumultueuze ster niet. Het blijft, het oppervlak kolkt van geweld terwijl krampen de binnenste lagen doen schudden. Binnenkort zal de ster zijn lijden beëindigen in een laatste titanenexplosie, maar voordat het zover is, het moet duizenden jaren in deze toestand lijden.

Dit is een zeldzame lichtgevende blauwe veranderlijke ster, en het kan de sleutels bevatten om het verband tussen het leven van sterren en hun dood te begrijpen.

Blauwe periode

Lichtgevende blauwe variabele (LBV) sterren zijn inderdaad ongelooflijk zeldzaam; astronomen hebben slechts ongeveer 20 (misschien) geïdentificeerd en vermoeden dat er maar een paar honderd in de Melkweg zijn, toppen. Omdat ze zo zeldzaam zijn, ze worden slecht begrepen. En omdat ze zo slecht begrepen worden, ze zijn moeilijk te karakteriseren.

Dit is wat we wel weten:

• Ze zijn groot. Echt groot. De kleinste run in het bereik van tien keer de massa van onze zon, terwijl de grootste de schalen breken met mogelijk meer dan honderd keer de massa van de zon. Maar zelfs de kleintjes beginnen veel, veel groter, en zijn nu alleen maar gekrompen tot die omvang als gevolg van extreme uitbarstingen die hun eigen atmosfeer de ruimte in wierpen.
• Ze zijn helder, met lichtsterkten vanaf 250, 000 keer die van de zon, en gaan tot drie miljoen keer die van de zon. Dat zet hun oppervlaktetemperatuur in de 10, 000 – 25, 000K bereik; meerdere malen heter dan onze eigen ster.
• Hun zeldzaamheid is waarschijnlijk te wijten aan hun korte levensduur. Veel van de meest massieve sterren – en misschien alle grote – doorlopen deze fase. Maar het is tegen het einde van hun leven, vlak voordat ze op de supernovatrein gaan rijden, en zal dit LBV-stadium in minder dan honderdduizend jaar doorlopen. Dat is zo kort dat we in een typisch sterrenstelsel slechts een paar honderd tegelijk verwachten.
• Ze zijn impulsief, turbulent, en onstabiel. Een van de eerste ontdekte LBV-sterren, Eta Carinae, was de op een na helderste ster aan de hemel... drie dagen lang in maart 1843. Hij is niet langer zichtbaar voor het blote oog.

En dit is wat we niet weten:

• Al de rest.

De pomp vullen

Misschien wel het grootste mysterie voor LBV-sterren is wat ze zo veranderlijk maakt. Wat drijft hun zeldzame maar fantastische uitbarstingen? Hoewel het moeilijk te zeggen is (uiteraard omdat je je misschien kunt voorstellen dat deze sterren ongelooflijk gecompliceerde fysieke systemen zijn), onderzoekers vermoeden dat het een ingewikkelde dans is tussen de binnenste en buitenste lagen van de sterren.

LBV-sterren ervaren enkele van de ergste IBS die je je maar kunt voorstellen. Hun ingewanden rollen constant op en neer, met enorme convectieve stromen die heet materiaal uit de kern en koel materiaal van het oppervlak transporteren. Dit is vrij standaard voor zover normale sterren gaan, maar in LBV-sterren wordt dit proces gek, waarbij de convectie actief brokken van de buitenste stellaire lagen ver buiten hun normale grenzen duwt.

Door de convectie enigszins los van de ster, de buitenste lagen krijgen eindelijk een pauze van de intensiteit en beginnen af ​​​​te koelen. Dit verhoogt hun dichtheid, het sterrenlicht onder hen blokkeren. De straling duwt dan - net als een lichtzeil, maar veel serieuzer - dat stuk sterrenmateriaal, het volledig uit de ster werpend in een enorme uitbarsting van licht en materie.

Er zijn veel meer details die moeten worden uitgewerkt in dat verhaal, en een belangrijke vraag blijft hangen:is het LBV-stadium van een massieve ster, met al zijn slecht gehumeurde aanvallen, de voorloper van een nog gekker tijdperk van stellaire evolutie bekend als de Wolf-Rayet-fase, of leidt het rechtstreeks naar de laatste supernovashow?

Gigantische sterren van een veer

Als we een paar honderdduizend jaar hadden om deze sterren te zien leven en sterven, deze vraag zou gemakkelijk te beantwoorden zijn. Maar wij niet, dus het is moeilijk.

Een aanwijzing komt van hun relaties met hun stellaire verwanten. Als het levensverhaal van de meest massieve sterren in ons universum "reuzenster ? lichtgevende blauwe variabele ? Wolf-Rayet ? kaboom is, " en elke fase is relatief kort, dan zouden we deze stadia allemaal door elkaar moeten zien in dezelfde algemene omgeving. Een stel grote sterren zou samen geboren worden, samen oud worden, en samen sterven.

Maar als LBV-sterren van henzelf zijn, onafhankelijke weg naar boom-town, dan zou er geen algemene relatie moeten zijn met hun Wolf-Rayet neven en nichten. Ze zullen in hun eigen pensioneringsgemeenschappen aan de andere kant van de stad zijn, bij wijze van spreken.

De beste plaats om op zoek te gaan naar deze potentiële verbindingen is de Grote Magelhaense Wolk, omdat het een vrij geïsoleerde klomp in een enkel stukje van de lucht is. Het onderzoek is de afgelopen jaren heen en weer gegaan over de kwestie van de klonterigheid van LBV-sterren, terwijl astronomen de definities van "clumpiness" en "LBV" aanpassen en verdraaien.

De laatste iteratie, dankzij een paper dat onlangs is aanvaard voor publicatie in de Astrofysisch tijdschrift , versterkt het "standaard" (standaard zoals het wordt in dit soort gevallen) beeld van LBV's:ze zijn slechts een van de vele vicieuze stadia aan het einde van het leven van een massieve ster. Wat betekent dat door te begrijpen hoe LBV's werken, we kunnen leren hoe reuzensterren uiteindelijk sterven.