Işık devi, eksik bir evrim aşamasını ortaya koyuyor

Heidelberg Üniversitesi Astronomi Merkezi’nden (ZAH) Dr. Varsha Ramachandran ve meslektaşları ilk “kütlesiz” orta kütleli yıldızı ortaya çıkardılar. Keşif, gümüş ve altın gibi ağır elementlerin kökenini anlamamız için gerekli olan nötron-yıldız sistemlerinin birleşmesine doğru yıldız evrimi resmimizde eksik bir halkayı temsil ediyor. Dr. Ramachandran, ZAH’ın Reschen Astronomi Enstitüsü’nde (ARI) bulunan Dr. Andreas Sander’in araştırma grubunda doktora sonrası araştırmacıdır. Bu sonuçlar şimdi yayınlandı Astronomi ve astrofizik.

Araştırma ekibi, uzun süredir tahmin edilen ancak henüz doğrulanmamış orta kütleli yıldızların ilk temsilcisini keşfetti. “Kesik yıldızlar”, dış katmanlarının çoğunu kaybetmiş, hidrojenin helyumla nükleer füzyonundan kaynaklanan sıcak, yoğun, helyum açısından zengin çekirdeklerini açığa çıkaran yıldızlardır. Bu çıplak yıldızların çoğu, bir yıldızın güçlü yerçekiminin pul pul döküldüğü ve arkadaşından gelen malzemenin biriktiği ikili yıldız sistemlerinde oluşur.

Astrofizikçiler, alt cüceler olarak bilinen soyut, düşük kütleli yıldızları ve bunların Wolf-Rayet yıldızları olarak bilinen büyük kuzenlerini uzun süredir biliyorlar. Ancak şimdiye kadar, bu sözde “çıplak orta kütleli yıldızlardan” hiçbirini bulamadılar, bu da temel teorik tablomuzun büyük bir revizyona ihtiyacı olup olmadığı konusunda soruları gündeme getiriyor.

Dr. Ramachandran ve meslektaşları, Avrupa Güney Gözlemevi’nin Şili’deki Çok Büyük Teleskobu VLT’nin yüksek çözünürlüklü spektroskopi cihazlarıyla sıcak, parlak yıldızları tarayarak, bir zamanlar büyük kütleli olan sıcak bir yıldızın tayfında şüpheli sinyaller tespit ettiler. Tek bir nesne olarak sınıflandırılmıştır. Spektrumun ayrıntılı bir araştırması, nesnenin tek bir yıldız olmadığını, aslında orta kütleli bir yıldızdan ve hızla dönen bir ekten oluşan ikili bir sistem olduğunu ortaya çıkardı. yıldızın çıplak atası.

Sistem, Küçük Macellan Bulutu (SMC) adı verilen komşu bir cüce gökadada yer almaktadır. Bu galaksideki yıldızlar, Samanyolu’muzdaki büyük kütleli yıldızlardan daha az miktarda ağır elementlere (astrofizikçilerin basitçe “metaller” dedikleri) sahiptir. Böylece, SMC’deki büyük kütleli, metal bakımından fakir yıldızlar, galaksimizin geçmişine ve evrenin kimyasal evrimine açılan bir pencere görevi görüyor.

Dr. Ramachandran lisans eğitimini Hindistan’da tamamladıktan sonra, doktora derecesini almak için Almanya’nın Potsdam kentine taşındı. Eylül 2021’den beri ZAH/ARI’da çalışmaktadır. Ramachandran, “Keşfimiz sayesinde, bu yıldızların uzun süredir kayıp olan kümelerinin gerçekten de var olduğunu kanıtladık. Ancak bulgularımız, bunların beklediğimizden çok farklı görünebileceklerini de gösteriyor” diye açıklıyor. Bu tür yıldızların helyum çekirdeklerinin üzerinde küçük ama yeterli miktarda hidrojen vardır, bu da onları gerçekte olduğundan çok daha büyük ve soğuk gösterir.

“Bu yüzden onlara ‘kısmen çıplak yıldızlar’ diyoruz” diye ekliyor Dr. Andreas Sander, kalan hidrojen örtüsünün bir tür kılık değiştirme olduğuna dikkat çekiyor. “Kısmen çıplak yıldızlar, normal, çıplak olmayan sıcak yıldızlara çok benziyor ve bu yüzden esasen göz önünde saklanıyorlar. Yalnızca dikkatli spektral analiz ve ayrıntılı bilgisayar modelleri ile birleştirilmiş yüksek çözünürlüklü veriler onun gerçek doğasını ortaya çıkarabilir.”

Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu kadar uzun süre tespit edilmekten kaçtılar. Araştırma grubu lideri, “Bu yıldızın özel armağanı kütlesiydi: Güneşimizden birkaç kat daha büyük görünebilir, ancak bu, dev mavi görünümü için alışılmadık bir ışıktır” diye açıklıyor.

Avrupa Güney Gözlemevi’nde (ESO) bağımsız bir araştırma görevlisi ve söz konusu araştırma makalesinin ortak yazarı olan Dr. Jacob Klinke, yeni keşfedilen sistemin birkaç farklı “tür”ü birbirine bağlayan evrim zincirinde kritik bir halka görevi gördüğünü açıklıyor. yabancı organizmaların. Klinke, “Yıldız evrimi modellerimiz, bundan yaklaşık bir milyon yıl sonra, çıplak yıldızın muhtemelen bir süpernova olarak patlayarak arkasında bir nötron yıldızı kalıntısı bırakacağını tahmin ediyor” diyor.

Dr. Ramachandran ve meslektaşları tarafından yapılan keşif, mineral açısından fakir bir galakside henüz bulunamayan ilk çıplak yıldızı işaret ediyor. İkili süpernova patlamasından sağ çıkarsa, iki yıldızın rolleri tersine dönecek: Be-yıldız arkadaşı daha sonra nötron yıldızı kompleksine kütle bağışlayarak sözde bir Be-ışını ikilisi olacak.

Bu tür fantastik sistemler, çift nötron yıldızı birleşme olaylarının, belki de bugüne kadar gözlemlenen en büyük kozmik sahnelerin ve gümüş veya altın gibi kimyasal elementlerin kökeninin öncüleri olarak kabul edilir. Oluşum yollarını anlamak, modern astrofiziğin en büyük zorluklarından biridir ve bunu başarmak için ara evrim aşamalarının gözlemleri esastır.

Dr. Ramachandran, “Keşfimiz, bulmacaya büyük bir parça ekleyerek, kütle transferinin evriminin bu kadar büyük yıldız sistemlerinde nasıl ilerlediğine dair ilk doğrudan kısıtlamaları ortaya koyuyor” diye sözlerini sonlandırıyor.