Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Leer de truc om gekannibaliseerde sterren te vinden

Artistieke weergave van een Be-ster en zijn schijf (rechtsboven) waar een zwakke, hete, gestripte ster omheen draait (linksonder). Credit:Schilderij van William Pounds

Wetenschappers die met de krachtige telescopen van de Georgia State Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array werken, hebben een onderzoek afgerond naar een groep sterren waarvan wordt vermoed dat ze het grootste deel van het gas van omringende begeleidende sterren hebben opgeslokt. Deze gevoelige metingen hebben de zwakke gloed van de gekannibaliseerde sterren direct gedetecteerd.



Het nieuwe onderzoek, geleid door postdoctoraal onderzoeksmedewerker Robert Klement, is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Het werk identificeert nieuwe banen van gestripte subdwergsterren die rond snel draaiende massieve sterren cirkelen, wat leidt tot nieuw inzicht in het levenstraject van nabije dubbelsterren.

In samenwerking met collega's van de CHARA Array in Mount Wilson, Californië, richtte Klement de krachtige telescopen op een verzameling relatief nabijgelegen B-emissielijnsterren, of kortweg 'Be-sterren'. Dit zijn snel roterende sterren waarvan men denkt dat ze ongebruikelijke metgezellen in een baan om de aarde herbergen.

De Be-sterren zijn waarschijnlijk gevormd tijdens intense interacties tussen nauwe sterrenparen. Astronomen ontdekken dat veel sterren in zulke paren voorkomen, een trend die vooral geldt voor sterren die zwaarder zijn dan onze zon. Paren met een kleine scheiding staan ​​een tumultueuze bestemming te wachten, omdat ze groter worden naarmate ze ouder worden en een dimensie kunnen bereiken die vergelijkbaar is met hun scheiding.

Wanneer dit gebeurt, kan gas van de groeiende ster de opening tussen het paar overbruggen, zodat de metgezel zich kan tegoed doen aan de overgedragen gasstroom. Dit kannibalisatieproces zal uiteindelijk de massadonorster van bijna al zijn gas ontdoen en de kleine hete kern van zijn voormalige kernverbrandingscentrum achterlaten.

CHARA Arraymetingen (rode ellipsen) van de beweging van de gestripte ster (stippellijn) die elke 81 dagen rond de Be-ster HR2142 (gele ster) draait. De kleine zwarte stersymbolen zijn de berekende posities van de gestripte metgezel gedurende de tijd van onze waarnemingen. De baan is cirkelvormig, maar lijkt elliptisch omdat hij gekanteld is ten opzichte van het vlak van de lucht. De bovenste en rechter assen tonen de schijnbare fysieke scheiding in astronomische eenheden (AU, de gemiddelde afstand aarde-zon), terwijl de onderste en linker assen de hoekscheiding weergeven in de hoekeenheden van milliboogseconden (mas). Ter vergelijking:de volle maan aan de hemel heeft een hoekdiameter van ongeveer 2 miljoen milliboogseconden. Credit:Robert Klement

Astronomen voorspelden dat de massaoverdrachtsstroom ervoor zorgt dat de begeleidende ster gaat draaien en een zeer snelle rotator wordt. Enkele van de snelst roterende sterren worden gevonden als Be-sterren. Be-sterren roteren zo snel dat een deel van hun gas uit hun equatoriale zones wordt geslingerd en een gasring in een baan om de aarde vormt.

Tot nu toe is dit voorspelde stadium in het leven van nauwe binaire paren astronomen ontgaan omdat de afstanden tussen de sterren te klein zijn om met conventionele telescopen waar te nemen en omdat de gestripte sterlichamen verborgen zijn in de schittering van hun heldere metgezellen. De CHARA Array-telescopen van Georgia State boden de onderzoekers echter de middelen om de gestripte sterren te vinden.

De CHARA Array gebruikt zes telescopen verspreid over de top van Mount Wilson en fungeert als één enorme telescoop met een diameter van 330 meter. Dit geeft astronomen de mogelijkheid om het licht van sterrenparen te scheiden, zelfs met zeer kleine hoekafwijkingen. Klement maakte ook gebruik van de MIRC-X- en MYSTIC-camera's, gebouwd aan de Universiteit van Michigan en Exeter University in het Verenigd Koninkrijk, die het lichtsignaal kunnen opnemen van zowel zeer heldere als zeer zwakke objecten dicht bij elkaar.

De onderzoekers wilden bepalen of de Be-sterren waren opgewekt door massaoverdracht en in een baan om de aarde draaiende gestripte sterren. Klement begon een tweejarig observatieprogramma bij CHARA, en zijn werk wierp al snel vruchten af. Hij ontdekte het zwakke licht van uitgeklede metgezellen in negen van de 37 Be-sterren. Hij concentreerde zich op zeven van deze doelen en kon de baanbeweging van het stellaire lijk rond de Be-ster volgen.

"De banen zijn belangrijk omdat ze ons in staat stellen de massa's van stellaire paren te bepalen," zei Klement. "Onze massametingen geven aan dat gestripte sterren bijna alles verloren. In het geval van de ster HR2142 ging de gestripte ster waarschijnlijk van tien keer de massa van de zon naar ongeveer één zonsmassa."

De zes CHARA-telescopen zijn opgesteld in een Y-vormige configuratie en bieden 15 basislijnen met een lengte van 34 - 331 meter en maximaal 10 mogelijke sluitingsfasedriehoeken. Credit:Het astrofysische tijdschrift (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad13ec

Er werden niet rond elke Be-ster gestripte sterren gedetecteerd, en onderzoekers denken dat het lijk in sommige van deze gevallen is getransformeerd in een kleine witte dwergster, te zwak om zelfs met de CHARA-array te detecteren. In andere gevallen kan het zijn dat de interactie zo intens was dat de sterren samensmolten tot één snel roterende ster.

Klement breidt nu de zoektocht naar in een baan om de aarde draaiende gestripte sterren uit naar Be-sterren aan de zuidelijke hemel, met behulp van de Very Large Telescope Interferometer van de European Southern Observatory in Chili.

Hij werkt ook samen met Luqian Wang van de Yunnan-observatoria in China aan onderzoek met behulp van de NASA Hubble-ruimtetelescoop om het zwakke licht van de gestripte metgezellen te detecteren. Omdat deze lijken heet zijn, zijn ze relatief helderder in de ultraviolette golflengten die alleen kunnen worden waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop.

‘Dit onderzoek naar Be-sterren – en de ontdekking van negen zwakke begeleidende sterren – toont werkelijk de kracht van CHARA aan’, zegt Alison Peck, programmadirecteur bij de Astronomical Sciences Division van de National Science Foundation, die de CHARA Array ondersteunt. "Door de uitzonderlijke hoekresolutie en het hoge dynamische bereik van de array te gebruiken, kunnen we vragen over stervorming en -evolutie beantwoorden die voorheen nooit mogelijk waren te beantwoorden."

Douglas Gies, directeur van de CHARA Array, zei dat het onderzoek eindelijk een belangrijke verborgen fase in de levens van nauwe stellaire paren heeft blootgelegd.

"Het CHARA Array-onderzoek van de Be-sterren heeft direct onthuld dat deze sterren zijn ontstaan ​​door een grootschalige transformatie door massaoverdracht", aldus Gies. "We zien nu voor het eerst het resultaat van het sterrenfeest dat naar de gestripte sterren leidde."

Meer informatie: Robert Klement et al, Het CHARA Array-interferometrische programma over de veelheid van klassieke Be-sterren:nieuwe detecties en banen van gestripte subdwerg-metgezellen, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad13ec

Journaalinformatie: Astrofysisch tijdschrift

Aangeboden door Georgia State University




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe zijn bacteriën en plantencellen gelijk?
  2. Kan Philly een broeikas voor bananen en ananas worden als het klimaat warmer wordt?
  3. Hoe de bescherming van de gezondheid van planten essentieel is voor toekomstige welvaart en duurzaamheid
  4. Het richten op een enkel eiwit kan een breed scala aan virussen behandelen
  5. De weggelopen paarden in Londen herinneren ons eraan dat dieren ook werkers zijn
  6. De 3 soorten bacteriën
  7. NASA helpt tijgers, jaguars en olifanten te beschermen – zo doe je dat
  8. Waarom koningsbavianenspinnengif zo pijnlijk is
  9. Uit onderzoek blijkt dat menselijk geluid een negatieve invloed heeft op de overleving en voortplanting van krekels

Wetenschap