Westerlund 2 egy körülbelül 20 000 fényévre lévő csillaghalmaz. Fiatal – mindössze egy-két millió éves –, és magjában az általunk ismert legfényesebb és legforróbb csillagok találhatók. A legmasszívabbak közül is néhányat.
Valami szokatlan történik a hatalmas forró csillagok körül a Westerlund 2 szívében. Hatalmas, kavargó gáz- és porfelhőknek kell lenniük ezek körül a csillagok és szomszédaik körül, kör alakú korongok formájában.
De a Westerlund 2 esetében néhány sztárnak nincs lemeze.
Amikor hatalmasakból csillagok keletkeznek molekuláris felhők , maradt anyag. Ez az anyag alkotja a csillagot kör alakú korong . Ez a korong a fiatal csillag körül forog, és fokozatosan kirajzolódik belőle a bolygó formája. Láthatunk így kialakuló exobolygókat távoli naprendszerekben, és a csillagászok egészen biztosak abban, hogy ez történt a mi Naprendszerünkben is.
Egy művész illusztrációja fiatal bolygókról, amelyek egy fiatal csillag körüli korongból képződnek. A két bolygó kialakulása közben egy rést ürít ki a csillag körüli korongon. A Westerlund 2 hatalmas, forró csillagai olyan forróak, hogy tönkreteszik a szomszédságukban lévő korongokat, megakadályozva a bolygók kialakulását. A kép forrása: W. M. Keck Obszervatórium/Adam Makarenko
A csillagászok a Hubble űrteleszkóp segítségével három éven át tanulmányozták a nagy, fiatal csillagokat a Westerlund 2 központja közelében. Azt találták, hogy míg a halmaz perifériáján lévő csillagoknak vannak korongjai, a legfényesebb, legnagyobb tömegű csillagok uralják a halmaz magját. a klaszternek nincs ilyen.
Tehát valószínűleg soha nem lesz bolygójuk.
Az olyan csillaghalmazokban, mint a Westerlund 2, a legnagyobb tömegű és legforróbb csillagok a magban találhatók. Úgy tűnik, ezek a csillagok olyan energikusak, hogy megváltoztatják korongjaik tulajdonságait, megakadályozva ezzel a bolygók normális kialakulását. Nem csak ez, hanem a középpontban lévő 30 legenergiásabb csillag is annyi ultraibolya sugárzást bocsát ki, hogy felaprítja a szomszédos, kisebb tömegű csillagok körüli korongokat.
Az eredményeket felvázoló tanulmány a „ A Westerlund 2 fiatal tömegklaszter idődomain vizsgálata aHubble Űrteleszkóp .” A tanulmány vezető szerzője Elena Sabbi, az Space Telescope Science Institute munkatársa. A tanulmány ben jelent meg Az Astrophysical Journal .
„Körülbelül kétmillió éves koránál fogva a Westerlund 2 a Tejútrendszer legmasszívabb és legdögösebb fiatal csillagainak egyike rejtőzik” – mondta Danny Lennon, az Instituto de Astrofísica de Canarias és az Universidad de La Laguna munkatársa. . „Ennek a halmaznak a környezetét ezért folyamatosan bombázzák erős csillagszelek és ultraibolya sugárzás ezektől az óriásoktól, amelyek tömege akár százszorosa a Nap tömegének.”
A Westerlund 2 a kép közepén található, ahol a fényes, fiatal csillagok jól láthatók. A környező gáznemű, vékony szerkezet egy csillagképző köd, az RCW 49. Ez egy összetett kép. A Spitzer űrteleszkóp infravörös adatai fekete-fehérben, míg a Chandra röntgenadatok színesek, kiemelve a Westerlund 2 magjában lévő domináns csillagokat. Képjóváírás: röntgen; Y.Nazé, G.Rauw, J.Manfroid (Université de Liège), CXC, NASA Infravörös; E.Churchwell (University of Wisconsin), JPL, Caltech, NASA. Közösségi terület.
'Alapvetően, ha vannak szörnycsillagok, az energiájuk megváltoztatja a közeli, kevésbé nagy tömegű csillagok körüli korongok tulajdonságait' - magyarázta Sabbi. sajtóközlemény . „Lehet, hogy még mindig van egy korongja, de a csillagok megváltoztatják a por összetételét a korongokban, így nehezebb stabil szerkezeteket létrehozni, amelyek végül bolygókhoz vezetnek. Úgy gondoljuk, hogy a por 1 millió év alatt elpárolog, vagy olyan drámaian megváltozik az összetétele és mérete, hogy a bolygóknak nincs meg az építőkövei a kialakulásához.”
A Westerlund 2 egy rendkívül sűrű csillaghalmaz. Ez a tanulmány az első alkalom, hogy a csillagászok ilyen alaposan vagy ilyen sokáig tanulmányoztak egy ilyen halmazt. Ez része annak az erőfeszítésnek, hogy megértsük azokat a körülményeket, amelyek lehetővé teszik vagy megakadályozzák a bolygók kialakulását.
'A Hubble által a Westerlund 2-vel kapcsolatos megfigyelései sokkal jobban megértik, hogyan változnak a különböző tömegű csillagok az idő múlásával, és hogy az erős szél és a nagyon nagy tömegű csillagok sugárzása milyen hatással van a közeli kisebb tömegű csillagokra és korongjaikra.'
Elena Sabbi, vezető szerző, Space Telescope Science Institute
A Westerlund 2 sztárjai a csillagászat egy másik kérdését érintik. A klaszter fiatal, mindössze egy-két millió éves. Ennek ellenére hatalmas csillagokat tartalmaz a magjában. A csillagászok kíváncsiak, hogy ezek a hatalmas csillagok a helyükön keletkeztek-e, vagy odavándoroltak.
A csillagok típusai megerősítik a halmaz korát. A Westerlund 2 sok olyan csillagot tartalmaz, amelyek a fősorozat előtt állnak. Ez azt jelenti, hogy a klaszter legfeljebb 2 millió éves lehet. Számos altípusa is létezik Wolfe-Rayet csillagok – hívják WNh csillagok – amelyek a halmaz részét képezik, bár úgy tűnik, hogy némelyik szökésként kilökődött. Ezeknek a fiatal, forró csillagoknak a jelenléte a Westerlund 2 halmaz korát is korlátozza.
A hároméves vizsgálatot a Hubble Wide Field Camera 3 (WFC3) kamerájával végezték. Ezzel a kamerával a kutatók csaknem 5000 csillagot azonosítottak, amelyek tömege 0,1-5 naptömeg között van. E csillagok közül 1500 fényingadozást mutat, amikor a forgó kör alakú korongokban lévő anyagcsomók időszakosan blokkolják fényük egy részét. A csillagászok úgy gondolják, hogy ezek a csomók születőben lévő bolygók, amelyek a csillag körüli korongokból képződnek.
A helyzet az, hogy a Hubble a legtöbb ingadozást a magon kívüli csillagoknál látta. A mag belsejében, ahol a legnagyobb tömegű és legforróbb csillagok laknak, nem észlelték ezeket a süllyedéseket. Valójában nem találtak olyan fényesést, amely bolygóképződésre utaló csomókat jelezne a csillagok körül a középponttól négy fényéven belül.
A csillagok körüli korongokban lévő törmelék nagyobb darabokká, úgynevezett planetezimálokká csomósodik össze. Ahogy a folyamat folytatódik, a planetezimálok végül bolygókat alkotnak. De a közeli hatalmas, forró csillagok megzavarhatják ezt a folyamatot, még a szomszédos csillagokban is. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL
„Azt gondoljuk, hogy ezek planetezimálok vagy formálódó struktúrák” – magyarázta Sabbi, a vezető szerző. „Ezek lehetnek azok a magvak, amelyek végül bolygókhoz vezetnek fejlettebb rendszerekben. Ezek azok a rendszerek, amelyeket nem látunk a nagyon nagy tömegű csillagok közelében. Csak a központon kívüli rendszerekben látjuk őket.”
A Westerlund 2 olyan, mint egy természetes csillagképző laboratórium a csillagászok számára. A csillagászok nemcsak a csillagok fejlődését figyelhetik, hanem azt is, ahogy a különböző tömegű csillagok kölcsönhatásba lépnek egymással.
'A Hubble által a Westerlund 2-vel kapcsolatos megfigyelései sokkal jobban érzékeltetik, hogyan változnak a különböző tömegű csillagok az idő múlásával, és hogy az erős szél és a nagyon nagy tömegű csillagok sugárzása milyen hatással van a közeli kisebb tömegű csillagokra és korongjaikra' - mondta Sabbi. „Látjuk például, hogy a kisebb tömegű csillagoknak, mint a Napunk, amelyek a halmaz rendkívül nagy tömegű csillagai közelében vannak, még mindig vannak korongok, és növekedésük során még mindig képesek felhalmozni az anyagot. De úgy tűnik, hogy korongjaik szerkezete (és így bolygóképző képességük) nagyon különbözik a halmazmagtól távolabb, nyugodtabb környezetben kialakuló csillagok körüli korongokétól. Ez az információ fontos a bolygóképződés és a csillagfejlődés modelljeinek felépítéséhez.'
A Digitalized Sky Survey képén a Westerlund 2 csillaghalmaz és környéke látható. A kép forrása: NASA/ESA/Hubble
A szerzők tanulmányukban a Westerlund 2-t „aranybányának” nevezik, amikor a fősorozat (PMS) előtti csillagok és korongjaik tanulmányozásáról van szó.
„A Galactic YMC Wd2 elemzése a WFC3-mal a fedélzetenHSTkimutatták, hogy ezek a rendszerek aranybányák a változó PMS-csillagok tulajdonságainak tanulmányozására, valamint a csillag körüli korongok evolúciójának vizsgálatára a tömeg és az életkor függvényében” – írják a szerzők. Arra is rámutatnak, hogy a Wd2 csillagainak körülbelül egyharmada változócsillag, és ezek a csillagok fontos részét képezik ennek a tanulmánynak, mivel a változékonyság nagy távolságból is megfigyelhető.
Azt írják: „Az öt változópopuláció térbeli eloszlásának összehasonlítása rávilágít arra, hogy a helyi viszonyok hogyan befolyásolhatják a csillagkörüli korongok evolúcióját.”
Rengeteg különféle típus létezik változó csillagok . Munkájuk részeként a kutatók a PMS változócsillagokat a Wd2-ben öt populációra osztották:
- WTTS vagy gyenge vonalú T-Tauri csillagok: fényük a felületükön lévő mágneses foltok miatt változik, amelyek a látómezőn belül és kívül forognak.
- CTTS vagy klasszikus T-Tauri csillagok: változó, mert még mindig anyagot halmoznak fel a körkörös korongról
- merülők: fényük lecsökken a körkörös korongok sajátosságai miatt
- bursters: olyan fénykitöréseket bocsátanak ki, amelyek csúcspontja a spektrum röntgensugárzási részében van
- EBs: eclipsing bináris: a fény változó a bináris fogyatkozás miatt
Írásukban azt írják, hogy 'A változó PMS-csillagok különböző populációinak térbeli eloszlása arra utal, hogy a csillagok visszacsatolása és a hatalmas csillagok UV-sugárzása fontos szerepet játszik a csillagkörüli és bolygókorongok fejlődésében.'
A tanulmányból származó ábra a kutatók által feltérképezett öt változócsillag-típus térbeli eloszlását mutatja. A vonalak csillagsűrűség-izokontúrok, és különösen a B panelen láthatja, hogy két olyan régió vagy csomópont van, amelyeknek nagy a csillagsűrűsége. A kép forrása: Sabbi et al, 2020
A kutatóknak sikerült néhány részletet kideríteniük ebben a tanulmányban. Amint a kép is mutatja, a gyenge vonalú T-Tauri csillagok jobban koncentrálódnak a WD2 két legsűrűbb csillagcsoportja körül, míg a klasszikus T-Tauri csillagok és a kitörő csillagok szélesebb körben helyezkednek el. Ezenkívül a két sűrűségű csomó középpontjában, ahol a legnagyobb tömegű csillagok laknak, nincsenek göncök.
Mivel a merítők fényereje a körkörös korongok jellemzői miatt csökken, úgy tűnik, hogy a közepén lévő hatalmas fényes csillagok megzavarják a merítők korongjait.
'A munka egyik fő következtetése az, hogy a hatalmas csillagok erős ultraibolya sugárzása megváltoztatja a szomszédos csillagok körüli korongokat' - mondta Danny Lennon, a csapat tagja, az Instituto de Astrofísica de Canarias munkatársa.
Írásukban a szerzők azt írják: „Ha a fényerő drámai csökkenése, amelyet a göncölők tapasztaltak, a nagy poros struktúrák és planetezimálok jelenléte miatt nyilvánulnak meg, akkor a Wd2 két nagyobb sűrűségű csomójában a göncök hiánya megmagyarázhatja, hogy miért planetáris. rendszerek rendkívül ritkáknak tűnnek… fiatalabb, sűrű klaszterekben, mint például a Wd2.
Több megfigyelésre van szükség jobb műszerekkel, hogy többet fedezzünk fel e rendkívül erős fiatal csillagok körül, és hogyan hatnak a szomszédos csillagaik korongjaira. A csillagászok ezt nagyon sokszor mondják, és manapság ez gyakran a James Webb Űrteleszkópot jelenti.
Illusztráció a NASA James Webb űrteleszkópjáról. Amikor ez a dolog végre elindul, nagyon elfoglalt lesz. Köszönetnyilvánítás: NASA
„Nagy térbeli felbontású nyomon követési megfigyelések a közeli és közép-infravörösben, például NIRSpec és MIRI segítségévelJames Webb űrteleszkópszükség lesz a Wd2-ben és más YMC-ben lévő lemezek tulajdonságainak határozott jellemzésére annak meghatározásához, hogy a helyi feltételek hogyan befolyásolják e rendszerek fejlődését és a bolygórendszerek kialakulását.”
Jól hangzik. Most indítsd el a rohadt dolgot!
Több:
- Sajtóközlemény: A Hubble úgy találja, hogy a legfényesebb csillagoktól való „távolság” kulcsfontosságú az őskorongok megőrzéséhez
- Sajtóközlemény: A Bolygóképződésben ez a hely, a hely, a hely
- Kutatási papír: A fiatal Westerlund 2 tömeghalmaz időtartománybeli vizsgálata a Hubble Űrteleszkóppal.
- Univerzum ma: A csillagászok imádnivaló bababolygókat látnak kialakulni egy fiatal csillag körül
