Evrenin bilinen en büyük kütleli yıldızının şimdiye kadarki en keskin görüntüsü

Gökbilimciler, NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi’nin bir parçası olan Şili’deki 8.1 metrelik İkizler Güney teleskopunun yeteneklerini kullanarak, evrendeki bilinen en büyük kütleli yıldız olan R136a1 yıldızının şimdiye kadarki en keskin görüntüsünü elde ettiler. NOIRLab astronomu Venu M. Kalari liderliğindeki araştırmaları, en büyük kütleli yıldızlar hakkındaki anlayışımıza meydan okuyor ve daha önce düşünüldüğü kadar büyük olmayabileceklerini öne sürüyor.

Gökbilimciler, güneş kütlesinin 100 katından daha büyük kütleli yıldızların nasıl oluştuğunu henüz tam olarak anlamadılar. Bu bulmacanın özellikle zorlu bir parçası, tipik olarak tozla kaplı yıldız kümelerinin yoğun nüfuslu kalplerinde yaşayan bu devlerin gözlemlerini elde etmektir. Dev yıldızlar da hızlı yaşar ve genç ölür, yakıt rezervlerini sadece birkaç milyon yılda tüketir. Karşılaştırıldığında, güneşimiz 10 milyar yıllık ömrünün yarısından daha az. Yoğun şekilde paketlenmiş yıldızların, nispeten kısa ömürlerin ve geniş astronomik mesafelerin birleşimi, kümelerdeki tek tek büyük yıldızları ayırt etmeyi göz korkutucu bir teknik zorluk haline getirir.

Astronomlar, NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen Uluslararası Gemini Gözlemevi’nin Gemini Güney teleskopu üzerindeki Zorro cihazının yeteneklerini zorlayarak, bilinen en büyük kütleli yıldız olan R136a1’in şimdiye kadarki en keskin görüntüsünü elde ettiler. Bu devasa yıldız, Samanyolu’nun bir cüce yoldaş gökadası olan Büyük Macellan Bulutu’ndaki Tarantula Bulutsusu’nun merkezinde, Dünya’dan yaklaşık 160.000 ışıkyılı uzaklıkta yer alan R136 yıldız kümesinin bir üyesidir.

Önceki gözlemler, R136a1’in güneşin kütlesinin 250 ila 320 katı arasında bir kütleye sahip olduğunu ileri sürdü. Ancak yeni Zorro gözlemleri, bu dev yıldızın güneşin kütlesinin yalnızca 170 ila 230 katı olabileceğini gösteriyor. Bu düşük tahminle bile, R136a1 hala bilinen en büyük kütleli yıldız olarak nitelendiriliyor.

Gökbilimciler, gözlemlenen parlaklığını ve sıcaklığını teorik tahminlerle karşılaştırarak bir yıldızın kütlesini tahmin edebilirler. Daha keskin Zorro görüntüsü, NSF’nin NOIRLab astronomu Venu M. Kalari ve meslektaşlarının, R136a1’in parlaklığını yakındaki yıldız yoldaşlarından daha doğru bir şekilde ayırmasını sağladı, bu da parlaklığının ve dolayısıyla kütlesinin daha düşük bir tahminine yol açtı.

Gazetede yayınlanan makalenin baş yazarı Kalari, “Sonuçlarımız bize şu anda bildiğimiz en büyük kütleli yıldızın daha önce düşündüğümüz kadar büyük olmadığını gösteriyor” dedi. Astrofizik Dergisi. “Bu, yıldız kütlelerinin üst sınırının da önceden düşünülenden daha küçük olabileceğini gösteriyor.”

Bu sonucun, evrendeki helyumdan daha ağır elementlerin kökenine ilişkin çıkarımları da vardır. Bu elementler, gökbilimcilerin çift-kararsızlık süpernovaları olarak adlandırdıkları olaylarda, yıldızların güneş kütlesinin 150 katından daha büyük bir felaket patlaması sonucu ölümü sırasında yaratılır. R136a1 önceden düşünülenden daha az kütleliyse, aynı şey diğer büyük kütleli yıldızlar için de geçerli olabilir ve sonuç olarak çift kararsızlığı süpernovaları beklenenden daha nadir olabilir.

R136a1’i barındıran yıldız kümesi daha önce NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu ve çeşitli yer tabanlı teleskopları kullanan gökbilimciler tarafından gözlemlenmişti, ancak bu teleskopların hiçbiri yakındaki kümenin tüm bireysel yıldız üyelerini seçebilecek kadar keskin görüntüler elde edemedi. .

Gemini South’un Zorro cihazı, yer tabanlı teleskopların Dünya atmosferinin bulanıklaştırma etkisinin çoğunun üstesinden gelmesini sağlayan benek görüntüleme olarak bilinen bir teknik kullanarak önceki gözlemlerin çözünürlüğünü geçmeyi başardı. Parlak bir nesnenin binlerce kısa pozlu görüntüsünü alarak ve verileri dikkatli bir şekilde işleyerek, neredeyse tüm bu bulanıklığı ortadan kaldırmak mümkündür. Bu yaklaşım ve uyarlanabilir optik kullanımı, ekibin R136a1’in keskin yeni Zorro gözlemlerinde gösterildiği gibi, yer tabanlı teleskopların çözünürlüğünü önemli ölçüde artırabilir.

Ortak yazar Ricardo Salinas, “Bu sonuç, doğru koşullar verildiğinde, sınırlarını zorlayan 8.1 metrelik bir teleskopun açısal çözünürlük söz konusu olduğunda yalnızca Hubble Uzay Teleskobu’na değil, aynı zamanda James Webb Uzay Teleskobu’na da rakip olabileceğini gösteriyor” dedi. Bu makalenin ve Zorro’nun enstrüman bilimcisi. “Bu gözlem, benek görüntüleme kullanılarak mümkün olduğu düşünülenlerin sınırlarını zorluyor.”

Kalari, “Bu çalışmaya Zorro’nun bu tür nesneleri ne kadar iyi gözlemleyebildiğini görmek için keşif amaçlı bir gözlem olarak başladık” dedi. “Sonuçlarımızı yorumlarken dikkatli olmaya çağırırken, gözlemlerimiz en büyük kütleli yıldızların bir zamanlar düşünüldüğü kadar büyük olmayabileceğini gösteriyor.”

Zorro ve ikiz enstrümanı ‘Alopeke, sırasıyla Gemini South ve Gemini North teleskoplarına monte edilmiş özdeş görüntüleyicilerdir. İsimleri “tilki” için Hawai ve İspanyolca kelimelerdir ve teleskopların Hawaii’deki Maunakea’daki ve Şili’deki Cerro Pachón’daki ilgili yerlerini temsil eder. Bu araçlar, Gemini Gözlemevi’nin, yenilikçi araçları bir araya getirerek ve heyecan verici araştırmalara olanak tanıyarak yeni bilimi mümkün kılan Ziyaret Aracı Programının bir parçasıdır. İkizler Gözlemevi Kurulu’nun şu anki başkanı ve Mountain View, California’daki NASA Ames Araştırma Merkezi’nde kıdemli araştırma bilimcisi olan Steve B. Howell, her iki cihazda da baş araştırmacıdır.

“Gemini South, evren anlayışımızı geliştirmeye, bildiğimiz şekliyle astronomiyi dönüştürmeye devam ediyor. Bu keşif, uluslararası işbirliğini, birinci sınıf altyapıyı ve mükemmel bir ekibi bir araya getirdiğimizde başarabileceğimiz bilimsel başarıların bir başka örneğidir” dedi. NSF Gemini Program Sorumlusu Martin Still.

Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği (AURA) tarafından sağlanmıştır.