Işık süperdevi, eksik bir evrim aşamasını ortaya koyuyor

Heidelberg Üniversitesi Astronomi Merkezi’nden (ZAH) Dr. Varsha Ramachandran ve meslektaşları, orta kütleli ilk “soyulmuş” yıldızı ortaya çıkardılar. Bu keşif, gümüş ve altın gibi ağır elementlerin kökenini anlamamız için çok önemli olan nötron yıldızlarının birleştiği sistemlere doğru yıldız evrimi resmimizdeki eksik bir halkayı işaret ediyor. Dr. Ramachandran, ZAH Astronomisches Rechen-Institut’ta (ARI) bulunan Dr. Andreas Sander’in araştırma grubunda postdoctur. Bu sonuçlar şimdi yayınlandı Astronomi ve Astrofizik.

Araştırma ekibi, uzun süredir tahmin edilen ancak henüz doğrulanmamış orta kütleli sıyrılmış yıldız popülasyonunun ilk temsilcisini keşfetti. “Çizilmiş yıldızlar”, dış katmanlarının çoğunu kaybetmiş, hidrojenin helyuma nükleer füzyonundan kaynaklanan sıcak ve yoğun helyum açısından zengin çekirdeğini ortaya çıkaran yıldızlardır. Bu sıyrılmış yıldızların çoğu, bir yıldızın güçlü yerçekiminin yoldaşından sıyrıldığı ve maddeyi topladığı ikili yıldız sistemlerinde oluşur.

Astrofizikçiler, subcüceler olarak bilinen düşük kütleli sıyrılmış yıldızları ve bunların Wolf-Rayet yıldızları olarak bilinen büyük kuzenlerini uzun süredir biliyorlar. Ancak şimdiye kadar, sözde “orta kütleli soyulmuş yıldızlardan” hiçbirini bulamadılar, bu da temel teorik tablomuzun büyük bir revizyona ihtiyacı olup olmadığı sorularını gündeme getiriyor.

Dr. Ramachandran ve meslektaşları, Şili’deki Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskopu olan VLT’nin yüksek çözünürlüklü spektroskopi cihazlarıyla sıcak ve parlak yıldızları inceleyerek, sıcak, büyük kütleli bir yıldızın tayfında daha önce oluşmuş şüpheli işaretler tespit ettiler. tek bir nesne olarak sınıflandırılır. Spektrumun ayrıntılı bir araştırması, nesnenin tek bir yıldız olmadığını, aslında orta kütleli sıyrılmış yıldız ve hızlı dönen bir eşlikçiden oluşan ikili bir sistem olduğunu ortaya çıkardı. Soyulmuş yıldız atasından.

Sistem, Küçük Macellan Bulutu (SMC) adı verilen komşu bir cüce gökadada yer almaktadır. Bu galaksideki yıldızlar, astrofizikçiler tarafından basitçe “metaller” olarak adlandırılan daha ağır element bolluğuna Samanyolu’muzdaki büyük kütleli yıldızlardan daha az sahiptir. Bu nedenle, SMC’deki metal bakımından fakir kütleli yıldızlar, kendi galaksimizin geçmişine ve evrenin kimyasal evrimine açılan bir pencere görevi görür.

Dr. Ramachandran lisans eğitimini Hindistan’da yaptı ve ardından doktorası için Potsdam, Almanya’ya taşındı. Eylül 2021’den beri ZAH/ARI’da çalışmaktadır. Dr. Ramachandran, “Keşfimizle, bu tür yıldızların uzun süredir kayıp olan popülasyonunun aslında orada olduğunu gösterdik. Ancak bulgularımız, onların beklediğimizden çok farklı görünebileceklerini de gösteriyor” diyor ve ekliyor: dış katmanlarında, bu tür yıldızlar helyum çekirdeklerinin üzerinde küçük ama yeterli miktarda hidrojen tutabilir, bu da onları gerçekte olduğundan çok daha büyük ve soğuk gösterir.

“Bu nedenle onlara ‘kısmen soyulmuş yıldızlar’ diyoruz” diye ekliyor. Dr. Andreas Sander, kalan hidrojen örtülerinin bir çeşit kılık değiştirme olduğuna dikkat çekiyor. “Kısmen sıyrılmış yıldızlar, normal, sıyrılmamış sıcak yıldızlara çok benzer görünürler, bu nedenle esasen göz önünde saklanırlar. Yalnızca dikkatli spektral analiz ve ayrıntılı bilgisayar modelleri ile birleştirilmiş yüksek çözünürlüklü veriler, gerçek doğalarını ortaya çıkarabilir.”

Bu kadar uzun süre tespit edilmekten kaçmaları şaşırtıcı değil. Araştırma grubu lideri, “Bu yıldızın özel özelliği, kütlesiydi: Güneşimizden birkaç kat daha büyük görünebilir, ancak bu, mavi süperdev görünümü için olağanüstü derecede hafiftir” diye açıklıyor.

Avrupa Güney Gözlemevi’nde (ESO) bağımsız bir araştırma görevlisi ve ilgili araştırma makalesinin ortak yazarı olan Dr. Jakub Klencki, yeni keşfedilen sistemin, birkaç farklı egzotik nesne “türünü” birbirine bağlayan evrim zincirinde kritik halka olarak hizmet ettiğini açıklıyor. . Dr. Klencki, “Yıldız evrimi modellerimiz, bundan yaklaşık bir milyon yıl sonra, soyulmuş yıldızın sözde soyulmuş zarflı bir süpernova olarak patlayacağını ve arkasında bir nötron yıldızı kalıntısı bırakacağını tahmin ediyor” diyor.

Dr. Ramachandran ve meslektaşları tarafından yapılan keşif, metal açısından fakir bir galakside bugüne kadar bulunan bu tür soyulmuş ilk yıldıza işaret ediyor. İkili süpernova patlamasından sağ çıkarsa, iki yıldızın rolleri tersine dönecek: Ardından, Be-star arkadaşı, nötron yıldızı hızlandırıcısına kütle bağışlayarak sözde Be X-ışını ikilisi olacak.

Bu tür büyüleyici sistemler, çift nötron yıldız birleşmesi olaylarının öncüleri, belki de bugüne kadar gözlemlenen en büyük kozmik gösteriler ve gümüş veya altın gibi kimyasal elementlerin kökeni olarak kabul edilir. Oluşum yollarını anlamak, modern astrofiziğin temel zorluklarından biridir ve bunu başarmak için ara evrim aşamalarının gözlemleri çok önemlidir.

Dr. Ramachandran, “Keşfimiz, bulmacaya büyük bir parça ekleyerek, kütle aktarımı evriminin bu kadar büyük yıldız sistemlerinde nasıl ilerlediğine dair ilk doğrudan kısıtlamaları ortaya koyuyor” diye sözlerini tamamlıyor.