Диета с ниско съдържание на натрий Ключ към старостта за звезди ESO

Новите наблюдения на VLT създават голямо главоболие за звездните теории

съдържание

Астрономите очакват звезди като Слънцето да издухат голяма част от атмосферата си в космоса близо до края на живота си. Но новите наблюдения на огромен звезден куп, направен с помощта на много големия телескоп на ESO, показаха - срещу всички очаквания - че повечето от изследваните звезди просто изобщо не стигнаха до този етап от живота си. Международният екип установи, че количеството натрий в звездите е много силен предсказател за това как са сложили край на живота си.

Начинът, по който звездите се развиват и завършват живота си, дълги години се смяташе за добре разбран. Подробни компютърни модели прогнозираха, че звездите с подобна на Слънцето маса ще имат период към края на живота си - наречен асимптотичен гигантски клон или AGB [1] - когато претърпят окончателен изблик на ядрено изгаряне и издуха много от тяхната маса под формата на газ и прах.

Този изхвърлен материал [2] продължава да формира следващите поколения звезди и този цикъл на загуба на маса и прераждане е жизненоважен за обяснение на променящата се химия на Вселената. Този процес е и това, което осигурява материала, необходим за формирането на планети - и всъщност дори съставките за органичния живот.

Но когато австралийският експерт по теория на звездните теории Саймън Кембъл от Университетския център по астрофизика в Монашър, Мелбърн, претърсва стари документи, той открива дразнещи предположения, че някои звезди по някакъв начин може да не спазват правилата и може да пропуснат изцяло фазата на AGB. Той поема историята:

„За звезден учен по моделиране това предложение беше безумно! Всички звезди преминават през фазата на AGB според нашите модели. Проверих повторно всички стари проучвания, но установих, че това не е правилно проучено. Реших да се разследвам, въпреки че имам малък опит в наблюденията. "

Кембъл и екипът му използваха много големия телескоп на ESO (VLT), за да проучат много внимателно светлината, идваща от звезди в кълбовидния звезден куп NGC 6752 в южното съзвездие Паво (Паунът). Тази огромна топка от древни звезди съдържа както първо поколение звезди, така и второ, което се формира малко по-късно [3]. Двете поколения могат да бъдат разграничени по количеството натрий, което съдържат - нещо, което много висококачествените VLT данни могат да бъдат използвани за измерване.

„FLAMES, многообектният спектрограф с висока разделителна способност на VLT, беше единственият инструмент, който можеше да ни позволи да получим наистина висококачествени данни за 130 звезди наведнъж. И ни позволи да наблюдаваме голяма част от кълбовидния клъстер с едно движение “, добавя Кембъл.

Резултатите бяха изненада - всички AGB звезди в изследването бяха звезди от първо поколение с ниски нива на натрий и никоя от звездите от второ поколение с по-високо съдържание на натрий изобщо не се превърна в AGB звезди. Цели 70% от звездите не са преминали през последната фаза на ядрено изгаряне и загуба на маса [4] [5].

„Изглежда, че звездите трябва да имат„ диета “с ниско съдържание на натрий, за да достигнат фазата на AGB в напреднала възраст. Това наблюдение е важно по няколко причини. Тези звезди са най-ярките звезди в кълбовидните купове - така че ще има 70% по-малко от най-ярките звезди, отколкото теорията прогнозира. Това също означава, че нашите компютърни модели на звезди са непълни и трябва да бъдат поправени! " заключава Кембъл.

Екипът очаква подобни резултати да бъдат намерени и за други звездни купове и се планират допълнителни наблюдения.

Бележки

[1] AGB звездите получават странното си име поради позицията си на диаграмата Hertzsprung Russell, графика на яркостта на звездите спрямо техните цветове.

[2] За кратък период от време този изхвърлен материал се осветява от силното ултравиолетово лъчение от звездата и създава планетарна мъглявина (виж например eso1317).

[3] Въпреки че звездите в кълбовидния куп се образуват приблизително по едно и също време, сега е добре установено, че тези системи не са толкова прости, колкото някога са смятали. Те обикновено съдържат две или повече популации от звезди с различни количества леки химични елементи като въглерод, азот и - най-важното за това ново проучване - натрий.

[4] Смята се, че звездите, които прескочат фазата на AGB, ще се развият директно в хелиеви бели джуджета и постепенно ще се охладят в продължение на много милиарди години.

[5] Не се смята, че самият натрий е причината за различното поведение, но трябва да бъде силно свързан с основната причина - която остава загадъчна.

Повече информация

Това изследване беше представено в статия, озаглавена „Съдържанието на натрий като предиктор за напредналата еволюция на кълбовидните звездни звезди“ от Саймън Кембъл и др., За да се появи онлайн в списание Nature на 29 май 2013 г.

Екипът е съставен от Саймън У. Кембъл (Monash University, Melbourne, Australia), Valentina D'Orazi (University of Macquarie, Sydney, Australia; Monash University), David Yong (Australian National University, Canberra, Australia [ANU]), Thomas Н. Константино (Monash University), John C. Lattanzio (Monash University), Richard J. Stancliffe (ANU; Universität Bon, Германия), George C. Angelou (Monash University), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), Франк Грундал (Орхуски университет, Дания).