A nagy tömegű csillagok – úgy értem, hogy valóban hatalmasak, legalább húszszor akkora tömegű, mint a Nap – félelmetesen erősek.
Az általuk termelt energia meredeken skálázódik a tömeggel, így ennek a tartománynak a felső végén a csillagok annyi fényt bocsátanak ki, hogy kis távcsövekkel más galaxisokban is láthatóak, és minden bolygójukat ropogósra sütnének. Egész ködöket képesek megvilágítani, és amikor rövid, heves életük végén felrobbannak, egész galaxisokat felülmúlhatnak. galaxises többes szám.
De milyen masszívak lehetnek a csillagok? Ez egy fontos kérdés a csillagászatban. Tisztában vagyunk azzal, hogyan viselkednek az olyan csillagok, mint a Nap, de ahogy egyre nagyobb tömeget adunk hozzájuk, viselkedésük ingataggá válhat. Instabillá válhatnak, lüktethetnek, sőt olyan robbanásokon eshetnek át, amelyek… csak egy katasztrofális szupernóva ezen oldala.
Ezenkívül, amikor a hatalmas csillagok felrobbannak, beszórják a galaxist körülöttük olyan nehéz elemekkel, mint a vas, amelyet életük során készítenek. Ezek az elemek szükségesek a bolygók és az élet létrejöttéhez. A létezésünket szó szerint a szupernóvává váló hatalmas csillagoknak köszönhetjük.
És elméletileg szeretnénk tudni, mi a felső tömeghatár, mert ez segít a csillagászoknak meghatározni, hogyan születnek a csillagok és hogyan élik életüket.
Egészen a közelmúltig ezt a határt a Nap tömegének több mint 300-szorosának tartották, ami óriási. De most az ismert legnagyobb tömegű csillaggal kapcsolatos új megfigyelések azt mutatják, hogy ez túllépés lehet. Az új eredmények azt sugallják, hogy a tömeghatár inkább 200 naptömeg.
A csillag neve R136a1. Az NGC 2070 nevű, nagyon fiatal csillagokból álló sűrű halmaz része, amely a Tarantula-köd, egy hatalmas és kiterjedt csillagképző gázfelhő közepén helyezkedik el a Tejútrendszerhez vezető, Nagy Magellán-felhő nevű műholdgalaxisban. Körülbelül 160 000 fényévre van.
Az R136a1 megfigyelése egyáltalán nem nehéz. Az NGC 2070 magjában lévő csillagok nagyon sűrűn vannak felszerelve, és még a Hubble-lel is nehéz elkülöníteni őket. És ez döntő fontosságú; nem lehet megfigyelni egy csillagot, és megtudni, mit csinál, ha fénye egy másik közeli csillaggal keveredik.
Ennek jobb megvalósítása érdekében egy csillagászcsapat a 8,1 méteres Gemini South távcsövet használta Chilében, amelyen egy speciális, Zorro nevű kamera található. [link to paper]. Az teszi különlegessé, hogy lehetséges foltos képalkotás.
A Föld légköre fájdalmat okoz a csillagászoknak. Állandó mozgásban van, kis légcsomagok susognak össze-vissza. Ezek mindegyike lencseként működik, elhajlítva a csillagokból érkező fényt. Idővel, akár a másodperc töredéke is, a kép annyira elmozdulhat, hogy furcsa módon körré halványul, amelyet látókorongnak neveznek. Az égen két vagy több egymáshoz közeli csillag összeolvadhat egyetlen folttá.
Ennek egyik módja az, hogy rendkívül rövid expozíciót készít, ami leállítja a mozgást. Ez az, amire Zorro képes, akár 60 ezredmásodperc alatt is készíthet képeket. 2021 Halloweenjén a csillagászok 40 000 ilyen rövid expozíciót készítettek különböző szűrők segítségével bizonyos csillagszínek kiválasztásához. Ezután eltolták és egyesítették az egyes szűrők megfigyeléseit, hogy feloldják az őket elhomályosító atmoszférikus táncot.
Minél nagyobb a teleszkóp, annál jobb a felbontás; vagyis minél közelebb lehet két objektum, és még mindig el tudja őket választani. Mivel az Ikrek olyan nagyok, a foltos képalkotás alkalmazása ugyanolyan jó vagy jobb felbontású megfigyeléseket eredményezhet, mint a 2,4 méteres tükörrel rendelkező, de légkörrel nem foglalkozó Hubble.
Az új képeken – a csillag látható fényének valaha készült legnagyobb felbontású megfigyelésén – az R136a1 jól látható, csakúgy, mint a körülötte lévő csillagok tucatjai. Ez lehetővé tette a csillagászoknak, hogy minden eddiginél jobban megmérjék az R136a1 színét.
Ez a rész kritikus. A csillagok színei összehasonlíthatók a várt színekkel, tekintettel a csillag jellemzőire: tömegére, hőmérsékletére, méretére, elemi bőségére, korára stb.
Végső soron az új mérések a nap tömegének 196-szorosát adják a szörnycsillag tömegének, a bizonytalanság pedig +34 és -27, tehát ésszerűen a Nap tömegének 169 és 230-szorosa között lehet. Ez elképesztően nagy tömeg, de még mindig lényegesen alacsonyabb, mint a korábbi becslések szerint közel 300 naptömeg a tetején.
Azok a csillagászok, akik ezt a munkát végezték, arra figyelmeztetnek, hogy a foltos képalkotást a végére szorították annak, hogy mire képes, így nem akarnak vonalat húzni a homokba a tömegre. Még mindig bizonytalan. De ez azt sugallja, hogy mivel az R136a1 a legnagyobb tömegű ismert csillag, a csillagok tömegének felső határa alacsonyabb lehet, mint gondolták.
Ilyen masszív most a csillag. Több mint egymillió éves, és kétségtelenül sok tömeget veszített ezalatt a heves szélben; az ehhez hasonló, Wolf-Rayet csillagoknak nevezett csillagok hatalmas mennyiségű anyagot fújnak el. Szóval valamikor sokkal masszívabb volt. Hogy milyen masszív, az nem köztudott.
Mellesleg, a csillag fényereje 4,6 millió a naphoz képest. Ha a napot R136a1-re cserélnéd, akkoranak tűnne, mint a kinyújtott ököl, de olyan fényes lenne, hogy az ökle is lángra lobbanna és a földet pirítaná. Szóval igen. Még jó, hogy néhány galaxisnyira van tőlünk.
Ez azt is megváltoztatja, ahogyan egyes csillagok felrobbanását gondoljuk. A rendkívül nagy tömegű csillagok egy elméleti típusú robbanáson eshetnek át, az úgynevezett . nak, nek hívják instabilitási szupernóva pár, ami ultrakönnyű robbanást eredményezhet. Ha azonban a csillagok felső tömeghatára 200 és nem 300 naptömeg, az csökkenti az ilyen szupernóvák számát, amelyeket láthatunk. Ezenkívül a rendkívül nagy tömegű csillagokból kilökődő nehéz elemek mennyisége erősen függ a tömegüktől, így ez az új eredmény megváltoztathatja azt, ahogyan azt gondoljuk, hogy ezek a kritikus elemek kialakultak.
Ez nem ezoterikus eredmény; szó szerint megváltoztatja, hogyan látjuk az univerzumot és benne eredetünket.
Tehát hogyan lehet ezt az új eredményt megerősíteni vagy cáfolni? Nagyobb felbontás, és ez nagyobb teleszkópokat jelent, legalábbis valamit a 30 méteres osztályban. Még nincsenek meg, de tervben van a megépítésük. Ez azonban eltart egy ideig, így a csillagászoknak egyelőre más módokat kell kitalálniuk a kozmosz által alkotható legnagyobb csillagos vadállatok csiszolására.