Liela izmēra zvaigznes var būt biežākas nekā iepriekš domāts

Tarantulas miglājs

Tarantulas miglājs, kas atrodas aptuveni 180 000 gaismas gadu attālumā no Zemes kaimiņu galaktikā, kas pazīstama kā Lielais Magelāna mākonis, uzņem zvaigznes ar vislielāko atklāto masu. Jauni pētījumi, kas pārbauda šo miglāju, liecina, ka masīvas zvaigznes ir vēl biežāk sastopamas, nekā tika uzskatīts iepriekš. (Attēla kredīts: NASA, ESA un F. Paresce (INAF-IASF), R. O'Konnels (U. Virdžīnija) un HST WFC3 zinātnes uzraudzības komiteja)



Smagsvara zvaigznes, kas līdz simtiem reižu pārsniedz saules masu, var būt bagātīgākas nekā iepriekš domāts, atklāj jauns pētījums.



Šie atklājumi liecina, ka melnie caurumi un citi eksotiski mirušu masīvu zvaigžņu paliekas var būt arī biežāk nekā iepriekš bija aizdomas, un ka lielizmēra zvaigznēm varēja būt lielāka loma Visuma evolūcijā, nekā tika prognozēts iepriekš.

Astronomi jau sen zina par zvaigznēm, kuru masa ir vairāk nekā 10 reizes lielāka par Sauli. Pašlaik zināmākā masīvākā zvaigzne R136a1 ir aptuveni 300 reizes lielāka par saules masu.



Masīvas zvaigznes ir aiz daudziem dramatiskākajiem notikumiem un eksotiskiem objektiem Visumā. Piemēram, kad mirst masīvas zvaigznes, tās to dara uzliesmojumos, kas pazīstami kā supernovas, kas īslaicīgi var pārspēt visas pārējās masīvo zvaigžņu galaktiku zvaigznes. Turklāt supernovas paliekās var būt melnie caurumi un neitronu zvaigznes. [Supernovas fotoattēli: lieliski zvaigžņu sprādzienu attēli]

Turklāt masīvām zvaigznēm ir bijusi liela nozīme Visuma evolūcijā. Piemēram, zvaigznes galu galā ir kosmosa 'metālu' avots, ko astronomi sauc par elementiem, kas ir smagāki par hēliju, un jo īpaši masīvas zvaigznes lielā mērā veicina to veidošanu. 'metāli', pētījuma galvenais autors Fabians Šneiders, Anglijas Oksfordas universitātes astrofiziķis, pastāstīja demokratija.eu.

Turklāt masīvajām zvaigznēm ir vairāk degvielas nekā mazākām zvaigznēm, tāpēc tās deg karstāk, radot spēcīgu starojumu un spēcīgu uzlādētu daļiņu vēju, kas var ietekmēt galaktiku likteni. Iepriekšējais darbs liecināja, ka šādam starojumam bija galvenā loma “reionizācijas laikmetā”, kad Visums parādījās no saviem tumšajiem laikmetiem.



Tūlīt pēc Lielā sprādziena Visums bija strauji augošs karsts jonu vai elektriski lādētu daļiņu sautējums. Aptuveni 380 000 gadus vēlāk šie joni atdzisa neitrālā ūdeņraža gāzē. Visums palika tumšs, līdz gravitācija saveda matēriju pirmajās zvaigznēs. Šī laikmeta intensīvā ultravioletā gaisma izraisīja šī duļķainā neitrālā ūdeņraža jonizāciju, un gāze šajā laikā ir palikusi šajā stāvoklī. Kad Visums tika reionizēts, gaisma varēja brīvi ceļot pa kosmosu.

Tomēr, lai precīzi noteiktu, cik masīvas zvaigznes bija nozīmīgas šai transformācijai, izrādījās sarežģīti, jo bija grūtības tās izpētīt. Viens no iemesliem ir tas, ka masīvas zvaigznes ir salīdzinoši reti-zemākas masas zvaigznes ir biežāk nekā lielākas masas zvaigznes, sacīja Šneiders. Vēl viens iemesls ir tas, ka masīvajām zvaigznēm ir daudz īsāks mūžs nekā zemākas masas zvaigznēm, viņš piebilda-tā kā masīvās zvaigznes deg karsti, tās ātri iziet cauri degvielai un mirst jaunas. Piemēram, lai gan saule ir aptuveni 4,6 miljardus gadu veca un paredzams, ka tā ilgs vēl aptuveni 5 miljardus gadu, vismasīvāko zvaigžņu kalpošanas laiks var būt tikai daži miljoni gadu.

Lai izgaismotu masīvu zvaigžņu dzīvi un nāvi, Šneiders un viņa kolēģi koncentrējās uz Tarantulas miglāju, kas atrodas aptuveni 180 000 gaismas gadu attālumā no Zemes blakus esošajā galaktikā, kas pazīstama kā Lielais Magelāna mākonis. Šajā miglājā atrodas zvaigznes ar vislielāko atklāto masu, ieskaitot R136a1. [Tarantulas miglājs atveras satriecošā Habla teleskopa attēlā]



Zinātnieki izmantoja Eiropas Dienvidu observatorijas Ļoti lielo teleskopu Čīlē, lai analizētu aptuveni 800 masīvo zvaigžņu masu un vecumu Tarantulas miglājā. Šī teritorija, kas pazīstama arī kā 30 Doradus vai 30 Dor, ir lielākais zvaigžņu veidošanās reģions tuvējā Visumā, ko astronomi var detalizēti analizēt, sacīja Šneiders. Vairāk nekā 1000 gaismas gadu platumā, ja tas būtu tikai aptuveni 1300 gaismas gadu attālumā, piemēram, vietējais Oriona miglājs, tas būtu tik plašs kā 60 pilni pavadoņi un spīdētu pietiekami spoži, lai uz Zemes mestos ēnas.

'Kad mēs sapratām, ka 30 Dorā ir daudz masīvāku zvaigžņu, nekā tika domāts iepriekš, mēs bijām neizpratnē un domājām, ka esam izdarījuši kaut ko nepareizi,' sacīja Šneiders. 'Es teiktu, ka tas zināmā mērā bija nejauša atziņa, kamēr mēs tiecāmies uz citiem jautājumiem.'

Pētnieki ierosināja, ka iepriekšējie masveida zvaigžņu skaita aprēķini varētu būt izslēgti, jo iepriekšējie pētījumi galvenokārt bija vērsti uz zvaigznēm ar 30 līdz 40 saules masām vai mazāk. Turpretī Šneiders un viņa kolēģi pārbaudīja lielu skaitu masīvu zvaigžņu, kuru izmērs bija līdz 200 Saules.

'Agrāk tika ierosināts, ka zvaigznes virs 150 saules masām nevar veidoties,' sacīja Šneiders. Bet, ņemot vērā jauno pētījumu, 'šķiet iespējams, ka zvaigznes var veidoties līdz 200 līdz 300 saules masām.'

Ir divi iespējamie skaidrojumi, kāpēc masīvo zvaigžņu varētu būt vairāk nekā iepriekš domāts. Viens skaidrojums ir tāds, ka Tarantulas miglājā ir tikai par 40 procentiem tik daudz metāla, kā saule, un ka zemāka metāliskuma dēļ var rasties lielāks masīvo zvaigžņu skaits, sacīja Šneiders. Cits ir tas, ka Tarantulas miglājs ir tā sauktais “zvaigžņu uzliesmojums”, reģions ar ārkārtīgi augstu zvaigžņu veidošanās ātrumu, un ka iepriekšējās paaudzes zvaigznes miglājā, iespējams, ir sildījušas mākoņus, kuros dzimst vēlākās zvaigžņu paaudzes. masīvāku zvaigžņu rašanos, viņš piebilda.

Atveriet zvaigžņu kopu Messier 50

Ja masīvas zvaigznes veido vairāk Visuma, nekā tika domāts iepriekš, tam varētu būt plašas sekas visā kosmosā, sacīja Šneiders. Piemēram, supernovas sprādzieni varētu notikt par 70 procentiem biežāk, nekā tika domāts iepriekš, un melno caurumu veidošanās ātrums varētu būt par 180 procentiem lielāks nekā iepriekšējie modeļi, viņš teica. Viņš arī piebilda, ka supernovas var izdalīt trīs reizes vairāk elementu, nekā tika domāts iepriekš.

Turklāt masīvas zvaigznes varētu izdalīt četras reizes vairāk jonizējošā starojuma, nekā tika uzskatīts iepriekš, sacīja Šneiders. 'Visuma reionizācijas laikā masīvajām zvaigznēm, visticamāk, bija liela nozīme to milzīgā jonizējošā starojuma dēļ,' viņš piebilda.

Turpmākajos pētījumos vajadzētu analizēt citus zvaigžņu veidojošos reģionus, lai noskaidrotu, vai šie jaunie atklājumi arī tur ir spēkā, sacīja Šneiders.

Zinātnieki sīki aprakstīja viņu atklājumus žurnāla Science 5. janvāra numurā.

Sekojiet Čārlzam Č.Čoim Twitter @cqchoi . Seko mums @Spacedotcom , Facebook un Google+ . Oriģināls raksts par demokratija.eu .