Новите наблюдения на VLT създават голямо главоболие за звездните теории

съдържание

Астрономите очакват звезди като Слънцето да издухат голяма част от атмосферата си в космоса близо до края на живота си. Но новите наблюдения на огромен звезден куп, направен с помощта на много големия телескоп на ESO, показаха - срещу всички очаквания - че повечето от изследваните звезди просто изобщо не стигнаха до този етап от живота си. Международният екип установи, че количеството натрий в звездите е много силен предсказател за това как са сложили край на живота си.

Начинът, по който звездите се развиват и завършват живота си, дълги години се смяташе за добре разбран. Подробни компютърни модели прогнозираха, че звездите с подобна на Слънцето маса ще имат период към края на живота си - наречен асимптотичен гигантски клон или AGB [1] - когато претърпят окончателен изблик на ядрено изгаряне и издуха много от тяхната маса под формата на газ и прах.

Този изхвърлен материал [2] продължава да формира следващите поколения звезди и този цикъл на загуба на маса и прераждане е жизненоважен за обяснение на променящата се химия на Вселената. Този процес е и това, което осигурява материала, необходим за формирането на планети - и всъщност дори съставките за органичния живот.

Но когато австралийският експерт по теория на звездните теории Саймън Кембъл от Университетския център по астрофизика в Монашър, Мелбърн, претърсва стари документи, той открива дразнещи предположения, че някои звезди по някакъв начин може да не спазват правилата и може да пропуснат изцяло фазата на AGB. Той поема историята:

„За звезден учен по моделиране това предложение беше безумно! Всички звезди преминават през фазата на AGB според нашите модели. Проверих повторно всички стари проучвания, но установих, че това не е правилно проучено. Реших да се разследвам, въпреки че имам малък опит в наблюденията. "

Кембъл и екипът му използваха много големия телескоп на ESO (VLT), за да проучат много внимателно светлината, идваща от звезди в кълбовидния звезден куп NGC 6752 в южното съзвездие Паво (Паунът). Тази огромна топка от древни звезди съдържа както първо поколение звезди, така и второ, което се формира малко по-късно [3]. Двете поколения могат да бъдат разграничени по количеството натрий, което съдържат - нещо, което много висококачествените VLT данни могат да бъдат използвани за измерване.

„FLAMES, многообектният спектрограф с висока разделителна способност на VLT, беше единственият инструмент, който можеше да ни позволи да получим наистина висококачествени данни за 130 звезди наведнъж. И ни позволи да наблюдаваме голяма част от кълбовидния клъстер с едно движение “, добавя Кембъл.

Резултатите бяха изненада - всички AGB звезди в изследването бяха звезди от първо поколение с ниски нива на натрий и никоя от звездите от второ поколение с по-високо съдържание на натрий изобщо не се превърна в AGB звезди. Цели 70% от звездите не са преминали през последната фаза на ядрено изгаряне и загуба на маса [4] [5].

„Изглежда, че звездите трябва да имат„ диета “с ниско съдържание на натрий, за да достигнат фазата на AGB в напреднала възраст. Това наблюдение е важно по няколко причини. Тези звезди са най-ярките звезди в кълбовидните купове - така че ще има 70% по-малко от най-ярките звезди, отколкото теорията прогнозира. Това също означава, че нашите компютърни модели на звезди са непълни и трябва да бъдат поправени! " заключава Кембъл.

Екипът очаква подобни резултати да бъдат намерени и за други звездни купове и се планират допълнителни наблюдения.

Бележки

[1] AGB звездите получават странното си име поради позицията си на диаграмата Hertzsprung Russell, графика на яркостта на звездите спрямо техните цветове.

[2] За кратък период от време този изхвърлен материал се осветява от силното ултравиолетово лъчение от звездата и създава планетарна мъглявина (виж например eso1317).

[3] Въпреки че звездите в кълбовидния куп се образуват приблизително по едно и също време, сега е добре установено, че тези системи не са толкова прости, колкото някога са смятали. Те обикновено съдържат две или повече популации от звезди с различни количества леки химични елементи като въглерод, азот и - най-важното за това ново проучване - натрий.

[4] Смята се, че звездите, които прескочат фазата на AGB, ще се развият директно в хелиеви бели джуджета и постепенно ще се охладят в продължение на много милиарди години.

[5] Не се смята, че самият натрий е причината за различното поведение, но трябва да бъде силно свързан с основната причина - която остава загадъчна.

Повече информация

Това изследване беше представено в статия, озаглавена „Съдържанието на натрий като предиктор за напредналата еволюция на кълбовидните звездни звезди“ от Саймън Кембъл и др., За да се появи онлайн в списание Nature на 29 май 2013 г.

Екипът е съставен от Саймън У. Кембъл (Monash University, Melbourne, Australia), Valentina D'Orazi (University of Macquarie, Sydney, Australia; Monash University), David Yong (Australian National University, Canberra, Australia [ANU]), Thomas Н. Константино (Monash University), John C. Lattanzio (Monash University), Richard J. Stancliffe (ANU; Universität Bon, Германия), George C. Angelou (Monash University), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), Франк Грундал (Орхуски университет, Дания).