Kozmik gizem: Gökbilimciler, ölmekte olan yıldızın duman halkalarını yakalıyor

Gökbilimciler, olağandışı bir özelliği ortaya çıkaran, eşi benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla son ölüm sancılarını yaşayan kırmızı bir dev yıldız keşfettiler. olarak bilinen yıldız V hidri (veya kısaca V Hya), aşağıdakilere göre altı farklı materyal bölümü çıkarın. ön sürüm The Astrophysical Journal’da yayınlanmak üzere kabul edildi. Gizemli “duman halkalarının” oluşumunun kesin mekanizması henüz anlaşılamamıştır. Bununla birlikte, gözlem, yıldız evriminin bu son aşaması için mevcut modelleri sarsabilir ve yıldız evrimine daha fazla ışık tutabilir. Güneşimizin kaderi.

“V Hydrae, atmosferini – nihayetinde kütlesinin çoğunu – atma sürecinde yakalandı, ki bu çoğu son aşamadaki kırmızı devlerin yaptığı bir şeydir.” Ortak yazar Mark Morris şunları söyledi:, California Üniversitesi’nde bir astronom. Bununla birlikte, “ölüm sancılarından geçen bir yıldızın etrafında genişleyen halkaların görüldüğü ilk ve tek seferdir – birkaç yüz yılda bir patladığını düşündüğümüz bir dizi genişleyen “duman halkası”.

kırmızı devler Yıldız evriminin son aşamalarından biridir. Yıldızın çekirdeği nükleer füzyon yoluyla hidrojeni helyuma dönüştürmeyi bıraktığında, yerçekimi yıldızı sıkıştırmaya başlar ve iç sıcaklığını yükseltir. Bu işlem, atıl bir çekirdeğin etrafında yanan bir hidrojen kabuğunu ateşler. Sonunda, çekirdekteki basınç ve ısınma, yıldızın çarpıcı bir şekilde genişlemesine ve 62 milyon ila 620 milyon mil (100 milyon ila 1 milyar km) arasında çaplara ulaşmasına neden oldu. Yüzey sıcaklıkları yıldız standartlarına göre nispeten soğuktur: 4000 ila 5800 derece Fahrenheit (2200 ila 3200 santigrat derece). Böylece bu yıldızlar turuncu-kırmızı bir görünüm alırlar, dolayısıyla kırmızı dev lakabını alırlar.

Sonunda, kırmızı devin çekirdeğindeki helyum tükenecek ve çekirdek tekrar küçülecek. O zaman bir yıldız ol asimptotik dev dal (AGB) yıldız (kırmızı devin son aşaması). AGB yıldızının iç yapısı, merkezi bir karbon ve oksijen çekirdeğinden, füzyonun helyumu karbona dönüştürdüğü bir kabuktan ve hidrojenin helyuma dönüştüğü başka bir kabuktan oluşur. Bu yıldızlar tipik olarak her 100 ila 1.000 günde bir artan parlaklıkta dramatik titreşimler üretir. Ayrıca yoğun yüzey rüzgarları, yıldızın çevresinde periplazma olarak bilinen gaz halinde bir bulutun oluşmasına neden olur.

Bu yoğun yıldız rüzgarları sonunda atmosferi ve yıldız atmosferini yerinden oynatacak ve yıldız, gezegenimsi bir bulutsu içinde beyaz bir cüceye dönüşecek. Bir AGB yıldızının kütle kaybetme hızı ne kadar hızlı olursa, o son geçişe o kadar yakın olur. Güneşimiz sonunda yaklaşık 5 milyar yıl içinde kırmızı bir dev olacak ve sonunda merkezinde beyaz bir cüce yıldız bulunan gezegenimsi bir bulutsuya dönüşmeden önce AGB’ye dönüşecek.

Gökbilimcilerin yıllardır anladığı gibi süreç budur. Ancak, V Hya’nın sıra dışı özellikleri onları yeniden düşünmeye sevk eder. 1.300 ışıkyılı uzaklıkta Suyılanı takımyıldızında bulunan V Hya, karbon bakımından zengin bir yıldızdır, yani atmosferi oksijenden daha fazla karbon içerir. Yüksek bir kütle kaybı oranına sahiptir, bu nedenle gökbilimciler, muhtemelen atmosferini bir gezegenimsi bulutsu haline getirme sürecinde olduğuna inanıyorlar.

Bu AGB yıldızı da ilginçtir çünkü her sekiz yılda bir büyük bir plazma patlaması meydana gelir ve her 17 yılda bir parlaklıkta keskin bir düşüş meydana gelir. Bu olaylar, zar zor görülebilen bir yoldaş yıldızın varlığını gösterir. (Parlaklığın azalması, V Hya’nın önünden geçen bu ikinci yıldızla ilişkili bir buluttan kaynaklanıyor olabilir.)

Bu son çalışma, Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan verileri, V Hya’nın birden fazla dalga boyunda can çekişmesini yakalamak için kızılötesi, optik ve morötesi verileri içeren Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) kullanılarak yapılan gözlemlerle birleştiriyor. Yıldız çok uzakta ve kalın bir tozla kaplanmış durumda, ancak ALMA’nın yüksek çözünürlüklü yetenekleri, halkalarını ve çıkışlarını çok ayrıntılı bir şekilde ortaya çıkardı.

Zamanlama da bir tesadüftü. “V Hya, ölmekte olan yıldızların hayatlarının sonunda yaşadıkları kısa ama önemli bir geçişin içinde.” Ortak yazar Raghvendra Sahai dedi ki:, NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’nda bir astronom. “Bu, kütlelerinin çoğunu kaybettikleri aşama. Bu aşama muhtemelen çok uzun sürmez, bu yüzden onu hareket halindeyken yakalamak zor. V Hya ile şanslıydık ve devam eden tüm farklı aktiviteleri fotoğraflayabildik.” Yıldızların nasıl kaybolduğunu daha iyi anlamak için bu yıldızın içinde ve çevresinde. Ömrünün sonundaki kütle için can çekişiyor.”

Sahai ve meslektaşları, yıldızın atmosferini, V Hya çevresinde toz diski benzeri bir bölge oluşturmak üzere 2100 yıl boyunca dışa doğru uzanan bir dizi duman halkasını üfleyerek değiştirdiğini buldu. takım dublajlı Bu yapı DUDE’dir (disk dinamik genişlemeye uğrar).

Gözlemleri, yıldızdan zıt yönlerde, duman halkalarına dik, iki kum saati şeklindeki yapı oluşturan yüksek hızlı gaz patlamalarını da ortaya çıkardı. Bu yapılar saatte yarım milyon milden (240 km/sn) fazla hızlarda genişler. “Bu sürecin, aralıklı, yüksek hızlı malzeme jetlerinin üretimi ile bağlantılı olarak ateşleme gaz halkalarını içerebileceğinin keşfi, yıldızların hayatlarını nasıl sonlandırdığına dair anlayışımıza büyüleyici yeni bir kırışıklık getiriyor.” dedi Morris.

Bütün bunlar, yıldızın mevcut modele aykırı olan özellikle hızlı bir evrim geçirdiğini gösteriyor. “Çalışmamız, AGB yıldızlarının nasıl öldüğüne ilişkin geleneksel modelin -kütle yakıtlarını 100.000 yıl veya daha uzun bir süre boyunca nispeten yavaş ve sabit küresel rüzgarlar yoluyla dışarı atarak- en iyi ihtimalle eksik ya da en kötü ihtimalle yanlış olduğunu ortaya koyuyor.” Sahi dedi. “Bir yoldaş yıldızın veya yarı-yıldızın ölümlerinde önemli bir rol oynaması çok muhtemeldir. V Hya durumunda, yakındaki ve varsayımsal uzak bir yoldaş yıldızın kombinasyonu, en azından bir dereceye kadar, varlıktan sorumludur. altı halkası ve yıldızın mucizevi ölümüne neden olan yüksek hızlı patlamalar. ”