science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Verdoemde ster in Melkweg bedreigt zeldzame gammastraaluitbarsting

Dit is een afbeelding van Apep, vastgelegd op 8 micron in het thermische infrarood met de VISIR-camera op de VLT-telescoop van de European Southern Observatory, berg Paranal, Chili. Het systeem kan worden gezien als een binair, met een veel zwakkere metgezel naar het noorden van het hart van het systeem. Aangenomen wordt dat deze metgezel geen rol speelt bij het vormen van de uitgestrekte stofpluim, ongeveer 12 boogseconden breed. De oorsprong van deze structuur komt uit de centrale regio, geloofde dat het een dubbelster bevatte (het geheel is een drievoudige ster). Credit:Peter Tuthill/Universiteit van Sydney/ESO

astronomen van de Universiteit van Sydney, samenwerken met internationale collega's, hebben een sterrenstelsel gevonden zoals nog nooit eerder in onze melkweg is gezien.

De wetenschappers geloven dat een van de sterren - ongeveer 8000 lichtjaar van de aarde - de eerste bekende kandidaat in de Melkweg is die een gevaarlijke gammastraaluitbarsting produceert, een van de meest energetische gebeurtenissen in het universum, wanneer het explodeert en sterft.

Het systeem, bestaande uit een paar verzengend lichtgevende sterren, kreeg door het team de bijnaam Apep, naar de slangachtige Egyptische god van de chaos. Eén ster staat op de rand van een enorme supernova-explosie.

De bevindingen, vandaag gepubliceerd in Natuurastronomie , zijn controversieel omdat er nooit een gammastraaluitbarsting is gedetecteerd in onze eigen melkweg, De melkweg.

Maar in het zuidelijke sterrenbeeld Norma, genesteld net onder de staart van Schorpioen, astronomen hebben dit uniek mooie sterrenstelsel ontdekt.

In zijn hart, gehuld in een elegant gebeeldhouwde pluim van stof en gas, ligt een krachtig binair paar.

De twee hete, lichtgevende sterren - bij astronomen bekend als Wolf-Rayets - draaien om de honderd jaar om elkaar heen, volgens het onderzoek van het Sydney Institute for Astronomy.

Deze orbitale dans is gebosseleerd op een snelle wind die van de sterren stroomt. Met behulp van spectroscopie, de astronomen hebben de snelheid van de sterrenwinden gemeten met een snelheid van 12 miljoen kilometer per uur, ongeveer 1 procent van de lichtsnelheid.

Deze geanimeerde gif is bedoeld om de geometrie van de structuur te illustreren die we hebben gezien in het Apep-systeem. Van een enkel beeld, het is moeilijker om de 3D-structuur te begrijpen. De centrale dubbelster (alleen:niet de bredere noordelijke begeleider in de triple) wordt geïllustreerd als de blauwe ster in het midden. De gegeven geometrie is die welke typisch is voor een Wolf-Rayet botsend pinwheel-systeem:dat is een optisch dunne stofpluim die wordt verdeeld over het oppervlak van een kegel die wordt bepaald door de botsende winden. De hele uitstroomstructuur wordt in een spiraal gewikkeld door de orbitale beweging van de veronderstelde centrale dubbelster. Verder heeft de stofvorming een specifiek begin en einde, die de spiraal aan de buiten- en binnengrenzen afknotten (bijvoorbeeld waardoor het opmerkelijke elliptische gat is ontstaan). Merk op dat dit een speelgoedanimatie is om een ​​rondvlucht van de structuur te illustreren, en niet een model dat past bij de gegevens die het stofstroomproces beschrijven. De lusanimatie duurt ongeveer een halve baan (zeg ongeveer 60 jaar) met een pauze rond het huidige tijdperk. Merk op dat de beweging die we daadwerkelijk met VISIR in de echte gegevens hebben opgenomen, slechts 3 jaar beslaat. Credit:Peter Tuthill/Universiteit van Sydney/ESO

Dr. Joe Callingham, hoofdauteur van de studie, zei:"We ontdekten deze ster als een uitbijter in een onderzoek met een radiotelescoop van de Universiteit van Sydney.

"We wisten meteen dat we iets heel uitzonderlijks hadden gevonden:de helderheid over het hele spectrum van de radio tot het infrarood was buiten de hitlijsten, " zei dr. Callingham, die nu bij het Nederlands Instituut voor Radioastronomie zit.

"Toen we de verbluffende stofpluim rond deze gloeiende sterren zagen, we besloten het 'Apep' te noemen - de monsterlijke slangengod en dodelijke vijand van zonnegod Ra uit de Egyptische mythologie."

Die gebeeldhouwde pluim maakt het systeem zo belangrijk, zei professor Peter Tuthill, onderzoeksgroepleider aan de Universiteit van Sydney.

"Toen we de spiraalvormige stofstaart zagen, wisten we meteen dat we te maken hadden met een zeldzaam en speciaal soort nevel, een pinwheel genaamd, ' zei professor Tuthill.

"De gebogen staart wordt gevormd door de ronddraaiende dubbelsterren in het midden, die stof in de uitzettende wind injecteren en een patroon creëren als een roterende gazonsproeier. Omdat de wind zo uitzet, het blaast de kleine spoelen van stof op en onthult de fysica van de sterren in het hart van het systeem."

Echter, de gegevens over de pluim stelden een raadsel voor:de sterrenwinden breidden 10 keer sneller uit dan het stof.

"Het was gewoon verbazingwekkend, "Zei professor Tuthill. "Het was alsof ik een veer vond die gevangen was in een orkaan die gewoon stapvoets voortdreef."

Dr. Benjamin Pope, een co-auteur van de New York University, zei:"De sleutel tot het begrijpen van het bizarre gedrag van de wind ligt in de rotatie van de centrale sterren.

"Wat we in het Apep-systeem hebben gevonden, is een supernovavoorloper die erg snel lijkt te roteren, zo snel dat het bijna uit elkaar zou kunnen vallen."

Wolf-Rayet-sterren, zoals degenen die de pluim van Apep voortdrijven, staan ​​bekend als zeer massieve sterren aan het eind van hun leven; ze kunnen elk moment als supernova exploderen.

"De snelle rotatie plaatst Apep in een geheel nieuwe klasse. Normale supernova's zijn al extreme gebeurtenissen, maar het toevoegen van rotatie aan de mix kan echt benzine op het vuur gooien."

De onderzoekers denken dat dit het recept kan zijn voor een perfecte sterrenstorm om een ​​gammaflits te produceren, dat zijn de meest extreme gebeurtenissen in het heelal na de oerknal zelf. Gelukkig, Apep lijkt niet op de aarde gericht, omdat een aanval door een gammastraaluitbarsting van deze nabijheid ozon uit de atmosfeer zou kunnen verwijderen, onze blootstelling aan UV-licht van de zon drastisch verhogen.

"Uiteindelijk, we weten niet zeker wat de toekomst voor Apep in petto heeft, ' zei professor Tuthill.

"Het systeem kan voldoende vertragen zodat het explodeert als een normale supernova in plaats van als een gammastraaluitbarsting. ondertussen, het biedt astronomen een plaats op de eerste rang in prachtige en gevaarlijke fysica die we nog niet eerder in onze melkweg hebben gezien."