Karbon Zengini Yıldızın Gizemli Ölümü Altı Halkalı Sirk Gibi Oynanıyor

V Hydrae’yi (V Hya) inceleyen bilim adamları, yıldızın gizemli ölüm sancılarına eşi benzeri görülmemiş ayrıntılarla tanık oldular. Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini Kullanma (ALMA) ve verilerden Hubble uzay teleskobu (HST), ekip, maddenin uzaya yüksek hızlı fırlatılmasının neden olduğu altı yavaş genişleyen halka ve iki kum saati şeklindeki yapı keşfetti. Araştırmanın sonuçları şurada yayınlandı: Astrofizik Dergisi.

V Hya, karbon açısından zengin bir asimptotik dev daldır (AGB) Yıldız Suyılanı takımyıldızında Dünya’dan yaklaşık 1300 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Güneş’e eşit veya daha büyük kütleye sahip yıldızların yüzde 90’ından fazlası, nükleer süreçlere güç sağlamak için gereken yakıt tükendiği için AGB yıldızlarına dönüşüyor. Bu milyonlarca yıldız arasında, V Hya, şimdiye kadarki benzersiz davranışları ve aşırı ölçekli dahil olmak üzere özellikleri nedeniyle bilim adamlarının özel ilgi odağı olmuştur. plazma kabaca her 8,5 yılda bir meydana gelen patlamalar ve V Hya’nın patlayıcı davranışına katkıda bulunan neredeyse görünmez bir yoldaş yıldızın varlığı.

Karbon zengini yıldız V Hydrae son sahnesinde ve şimdiye kadar ölümü muhteşem ve şiddetli oldu. Yıldızı inceleyen bilim adamları, altı dışarı taşan halka (burada bileşik olarak gösterilmektedir) ve maddenin uzaya patlayıcı kütle fırlatmasıyla oluşturulan diğer yapıları keşfettiler. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

“Çalışmamız, AGB yıldızlarının nasıl öldüklerine ilişkin geleneksel modelin -yakıtın 100.000 yıl veya daha uzun bir süre boyunca yavaş, nispeten sabit, küresel bir rüzgar yoluyla kütlesel olarak püskürtülmesi yoluyla- en iyi ihtimalle, eksik veya en kötü ihtimalle yanlış olduğunu doğruluyor” dedi. Raghvendra Sahai, bir gökbilimci NASAJet Propulsion Laboratuvarı ve çalışmanın baş araştırmacısı. “Yakın bir yıldız veya yıldız altı yoldaşının ölümlerinde önemli bir rol oynaması çok muhtemeldir ve ikili etkileşimlerin fiziğini anlamak hem astrofizikte hem de en büyük zorluklarından biridir. V Hya söz konusu olduğunda, altı halkasının varlığından ve yıldızın mucizevi ölümüne neden olan yüksek hızlı akışlardan, en azından bir dereceye kadar, yakındaki ve varsayımsal uzak bir yoldaş yıldızın birleşimi sorumludur.

UCLA’da astronom ve araştırmanın ortak yazarlarından Mark Morris şunları ekledi: “V Hydra, atmosferini -nihayetinde kütlesinin çoğunu- değiştirme sürecinde yakalandı ki bu, çoğu kırmızı dev yıldızın yaptığı bir şeydir. Şaşırtıcı bir şekilde, bu durumda konunun bir dizi dışarı taşan halka olarak atıldığını keşfettik. Bu, bir AGB yıldızından fırlatılan gazın bir dizi genişleyen ‘duman halkaları’ şeklinde dışarı akabileceğini ilk ve tek kişi gördü.”

Ölmekte olan karbon zengini yıldız V Hya’yı inceleyen bilim adamları, yıldız maddesini dışarı atarken oluşan altı yavaş genişleyen halka keşfettiler. Burada bileşik olarak gösterilen bu dışarı akan halkalar ve altıncı halkanın dağınık yay yapısı, 12CO karbon izotop emisyon hattında orta derecede görülebilir ve 13CO karbon izotoplarının görünümlerinde iyi tanımlanmış hale gelir. Bu halkalar, yıldızların ölümüyle ilgili önceden bilinmeyen bir hikayenin parçası ve bilim adamlarının “son perdede” ne olduğunu çözmelerine yardımcı oluyor. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Altı halka, kabaca 2.100 yıl boyunca V Hya’dan dışa doğru genişledi ve yıldızın etrafındaki yüksek yoğunluklu alevlenmiş ve eğrilmiş disk benzeri bir yapıya madde ekledi ve büyümesini sağladı. Ekip, bu yapıya DUDE veya Dinamik Genişletme Yapan Disk adını verdi.

“Yıldız evriminin son durumu – yıldızların kırmızı dev olmaktan çıkıp Beyaz cüce yıldız kalıntıları – iyi anlaşılmayan karmaşık bir süreçtir” dedi Morris. “Bu sürecin, yüksek hızlı, aralıklı malzeme jetlerinin üretimi ile eş zamanlı olarak gaz halkalarının püskürmesini içerebileceğinin keşfi, yıldızların nasıl öldüğüne dair araştırmamıza yeni ve büyüleyici bir kırışıklık getiriyor.”

Sahai ekledi, “V Hya çok uzun sürmeyen kısa ama kritik geçiş aşamasında ve bu aşamada yıldız bulmak, daha doğrusu onları ‘oyundayken yakalamak’ zor. Şanslıydık ve ölmekte olan yıldızların hayatlarının sonunda nasıl kütle kaybettiklerini daha iyi anlamak için V Hya’daki tüm farklı kütle kaybı olaylarını görüntüleyebildik.”

V Hydrae, Suyılanı takımyıldızı yönünde 1300 ışıkyılı uzaklıkta bulunan, karbon bakımından zengin bir yıldızdır. Bu, V Hya durumunda, yıldızın etrafındaki yapısal ortamı şekillendiren uzaya patlayıcı plazma fışkırmaları da dahil olmak üzere, yıldızların şiddetli ölümlerini ortaya çıkaran son gözlemlerin konusudur. Kredi: IAU ve Sky & Telescope

Genişleyen halkalardan oluşan eksiksiz bir sete ve çarpık bir diske ek olarak, V Hya’nın son eylemi, saatte yarım milyon milin üzerinde (240) yüksek hızlarda genişleyen iki kum saati şeklindeki yapı ve jet benzeri ek bir yapı içerir. km/s). Büyük kum saati yapıları daha önce gezegenimsi bulutsularda gözlemlenmişti; MyCn 18 —Oyulmuş Kum Saati Bulutsusu olarak da bilinir—Dünyadan kabaca 8.000 ışıkyılı uzaklıkta Musca takımyıldızında bulunan genç bir salma bulutsusu ve daha iyi bilinen Güney Yengeç Bulutsusu, güney takımyıldızı Erboğa’da Dünya’dan yaklaşık 7.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir salma bulutsusu.

Sahai, “Çok hızlı çıkışların varlığını ilk olarak 1981 yılında gözlemledik. Daha sonra 2022 yılında V Hya’dan yüksek hızlarda püskürtülen kompakt plazma bloblarından oluşan jet benzeri bir akış bulduk. Ve şimdi, V Hya’daki geniş açılı çıkışları keşfetmemiz, noktaları birleştiriyor ve bu ekstra parlak kırmızı dev yıldızın şu anda içinde bulunduğu evrimsel aşamada tüm bu yapıların nasıl yaratılabileceğini ortaya koyuyor.”

Yıldızı çevreleyen tozun uzaklığı ve yoğunluğu nedeniyle, V Hya’yı incelemek, hem çok uzaktaki hem de çoğu optik teleskopla tespit edilmesi zor veya imkansız olan maddeyi net bir şekilde görme gücüne sahip benzersiz bir alet gerektiriyordu. Ekip, ALMA’nın Band 6 (1.23mm) ve Band 7 (.85mm) alıcılarını aldı, bu da yıldızın çoklu halkalarını ve çıkışlarını net bir şekilde ortaya çıkardı.

NRAO/ALMA için bir astronom ve NSF program görevlisi olan Joe Pesce, “Düşük kütleli yıldızların son aşamalarında ve özellikle AGB aşaması sırasında meydana gelen süreçler, uzun süredir gökbilimcileri büyüledi ve anlamakta zorlandılar” dedi. “ALMA’nın yetenekleri ve çözünürlüğü, sonunda, bazı cevaplar sağlamak ve Evrendeki yıldızların çoğunun başına gelen bir olay hakkındaki anlayışımızı geliştirmek için gerekli olan olağanüstü ayrıntılarla bu olaylara tanık olmamıza izin veriyor.”

Sahai, çalışmaya kızılötesi, optik ve ultraviyole verilerinin dahil edilmesinin, dünyanın en büyük gösterilerinden birinin ne olabileceğine dair tam bir çok dalga boylu resim oluşturduğunu da sözlerine ekledi. Samanyolu, en azından astronomlar için. “V Hya’yı yeni gözlem yetenekleriyle her gözlemlediğimizde, giderek daha fazla etkileyici özelliklerle karakterize edilen bir sirk gibi oluyor. V Hydrae, çoklu halkaları ve eylemleriyle bizi etkiledi ve kendi Güneşimiz de bir gün benzer bir kaderi yaşayabileceği için, bizi büyük bir ilgiyle bekliyor.”

Araştırma

• “Hızla gelişen AGB yıldızı V Hya: ALMA, yüksek hızlı akışa sahip çok halkalı bir sirk buluyor,” Sahai ve diğerleri, (2022), Astrofizik Dergisiön baskı: arXiv:2202.09335

Kaynaklar

• “V Hydra’da çok yüksek hızlı akışın keşfi – Bir ikili dosyadaki bir yığılma diskinden gelen rüzgar mı?” Sahai, R. & Wannier, PG (1988), Astronomi ve AstrofizikREKLAM: 1988A&A…201L…9S
• “V Hydrae: küresel kırmızı devler ve iki kutuplu gezegenimsi bulutsular arasındaki kayıp halka mı? Moleküler zarfın radyo gözlemleri,” Kahane ve diğerleri (1996), Astronomi ve AstrofizikREKLAM: 1996A&A…314..871K
• “Ölmekte olan yıldız V Hydrae’den paralelleştirilmiş, yüksek hızlı bir çıkış,” Sahai ve diğerleri (2003), Doğa426, 261, DOI: 10.1038/nature02086
• “Karbon yıldızı V Hydrae’de yüksek hızlı bipolar çıkış ve disk benzeri zarf,” Hirano ve diğerleri (2004), Astrofizik DergisiDOI: 10.1086/424382
• “AGB’den Gezegensel Bulutsuya Geçiş Sırasında Yüksek Hızlı Mermi Fırlatmaları: Karbon Yıldızının HST Gözlemleri, V Hydrae,” Sahai, R., Scibelli, S., & Morris, MR (2016), Astrofizik DergisiDOI: 10.3847/0004-637x/827/2/92