Een astronomische ontdekking werpt nieuw licht op een prachtig gevormd sterrenstelsel in ons eigen Melkwegstelsel, met twee Wolf-Rayet sterren. Deze sterren zijn van korte duur en daarom zeer zeldzaam, met slechts een paar honderd bevestigd onder de ongeveer honderd miljard sterren van onze melkweg.

Onderzoek gepubliceerd door ons team in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society biedt een nadere blik op niet één, maar twee Wolf-Rayet-sterren, in een dubbelstersysteem genaamd Apep, ongeveer 8000 lichtjaar verwijderd van de aarde.

Wolf-Rayets zijn vaak meer dan 20 keer de massa van onze zon. Ze zijn bloedheet, helder en kan meer straling uitzenden dan een miljoen normale sterren. In feite, ze zijn zo licht dat ze uit elkaar vliegen onder hun eigen schittering - enorme hoeveelheden massa afstoten door intense stellaire winden en drijvende elementen zoals helium, zuurstof en koolstof de ruimte in.

Aap, genoemd naar de slangachtige Egyptische god van de chaos, werd voor het eerst aangekondigd door mijn team in 2018. Met de nieuwe bevindingen van een paper onder leiding van een recente afgestudeerde van de University of Sydney van mijn groep, Yinuo Han, we gooiden alles wat we hadden naar de schijnbaar onverklaarbare fysica die deze exotische pauw van het sterrenrijk drijft.

Apep's dans vastgelegd op camera

Het vinden van een Wolf-Rayet-ster is een gebeurtenis van één op een miljard, alleen mogelijk omdat hun extreme eigenschappen fungeren als een baken dat zichtbaar is in de melkweg. in Aap, vinden we een paar van deze zeldzame sterren genesteld in een baan, het enige voorbeeld van een binaire Wolf-Rayet ooit geverifieerd.

Hun woeste straling drijft de buitenste lagen van de ster de ruimte in, waar het materiaal, vooral de koolstof, kan afkoelen en condenseren tot een pluim van korrels - een letterlijke pilaar van sterrenstof vormen.

In het geval van de dubbelster Apep, echter, terwijl de twee sterren om elkaar heen draaien, dit stof wordt gedraaid en gevormd tot een enorme gloeiende roetkleurige staart. Zowel de geometrische vorm als de beweging van dit stof coderen de fysica van de baan van de ster, evenals de snelheid van de wind.

Met behulp van beeldvormingstechnieken met hoge resolutie, we onthulden de vorm van de gloeiende pluim. Door drie opeenvolgende jaren terug te keren naar Apep, subtiele verschillen waren te zien in de beweging van de stofstaart.

Ondanks de enorme afstand waarover we het systeem hebben waargenomen, dankzij de ongelooflijke kracht van moderne telescopen en beeldtechnologieën konden we de dans van Apep vastleggen.

Een potentiële primeur voor onze Melkweg?

Door deze gegevens te analyseren, die we hebben geproduceerd en een model dat tot in de kleinste details overeenkomt met de ingewikkelde spiraalgeometrie van Apep. De toenemende helderheid van de beelden diende echter alleen om het onderliggende raadsel dat het systeem omhult, te verdubbelen.

Het negeren van regels die over het algemeen gelden voor andere door de wind aangedreven stofpluimen, De stofstaart van Apep leek in zijn eigen trage tempo voort te drijven, in open strijd met de extreme wind die het zou moeten aandrijven. Dit was moeilijk te doorgronden, aangezien Wolf-Rayet-winden meer dan een miljard keer krachtiger zijn dan onze eigen zonnewind.

Na dubbel te hebben gecontroleerd op mogelijke fouten, we werden gedwongen te accepteren dat de stofspiraal was, inderdaad, die vier keer langzamer uitbreidt dan de gemeten stellaire winden. En dus, we werden geconfronteerd met iets ongehoords in andere Wolf-Rayet dubbelstersystemen; iets dat nieuwe fysica vereist om te begrijpen.

De enige verklaring die overbleef was dat de pluim van Apep op de een of andere manier in zijn eigen pluim was beschut, zachtere wind. Dit windmodel met twee snelheden is theoretisch mogelijk als de ster die de wind lanceert een bijzondere eigenschap heeft:snelle rotatie.

Als het heel snel om zijn as draait, het is mogelijk dat dit een langzame wind in één richting kan lanceren, zeg rond de evenaar, met behoud van een snelle wind dichter bij de polen.

Dit opent de deur naar een rijk van fascinerende natuurkunde waar alleen astronomen een glimp van hebben opgevangen.

Brand licht, leef snel, Jong doodgaan

Wolf-Rayet-sterren zijn, per definitie, aan het einde van hun levenscyclus. In misschien slechts een paar tienduizenden jaren - niemand weet precies wanneer - zijn ze voorbestemd om als supernova te exploderen, het vrijgeven van een gigantische hoeveelheid energie en materie in de melkweg en het achterlaten van een overblijfsel zwart gat of neutronenster.

Het is hier dat de kritieke kwestie van de snelle rotatie van de ster centraal komt te staan. Een normale supernova heeft weinig effecten en gevolgen buiten zijn directe stellaire omgeving. Maar als de voorloper een snelle rotator is, dit kan de fysica in een geheel ander domein doen vallen:dat van een gammastraaluitbarsting.

Hier, uitbarstingen van rauwe woede barsten uit de roterende polen met zo'n gewelddadigheid dat ze zichtbaar zijn in het waarneembare heelal.

Omdat het uiterst zeldzaam is, gammastraaluitbarstingen zijn nog nooit waargenomen in onze melkweg. Berekeningen impliceren een directe aanval van zo'n intense uitbarsting van straling, zelfs op een aanzienlijke afstand in de diepten van de melkweg, echte gevolgen kunnen hebben voor het leven hier op aarde.

Het kan allerlei problemen veroorzaken, zoals aantasting van de ozonlaag en zure regen. Sommige studies beweren dat een dergelijke aanval de Ordovicium-Silurische uitstervingsgebeurtenis in het fossielenbestand heeft veroorzaakt - de op een na grootste (procentueel) van de vijf belangrijkste uitstervingsgebeurtenissen van de aarde.

Gelukkig voor ons, in het geval van Apep, we zitten zeker niet in de vuurlinie. Als een gammastraalaanval zou worden gegenereerd, het zou onschadelijk worden gericht in een richting weg van de aarde.

Als de link naar een gammastraaluitbarstingsvoorloper stevig kan worden vastgesteld, dit zou een ongrijpbaar fenomeen vastleggen dat voorheen alleen op kosmologische afstanden bekend was. Hoe dan ook, de toekomst voor studies van dit systeem is inderdaad rooskleurig.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.