Tín dụng hình ảnh: Hubble
Nghiên cứu mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble chỉ ra rằng phần lớn các ngôi sao Wolf-Rayat sắp chết lớn có một ngôi sao đồng hành nhỏ hơn quay quanh đó. Các ngôi sao Wolf-Rayat có khối lượng lớn gấp 20 lần Mặt trời, chỉ tồn tại vài triệu năm và sau đó phát nổ dưới dạng siêu tân tinh. Bây giờ, người ta tin rằng những ngôi sao này và những người bạn đồng hành của họ chuyển khối lượng khi họ quay quanh nhau.
Theo các quan sát mới sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble, phần lớn các ngôi sao Wolf-Rayetv khổng lồ và rực rỡ nhưng đang hấp hối đang quay vòng gần đó. Kết quả sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu được những ngôi sao lớn nhất trong Vũ trụ phát triển như thế nào. Nó cũng có thể giải quyết bí ẩn về những ngôi sao khổng lồ, và đặt câu hỏi về một loại ước tính khoảng cách nhất định sử dụng độ sáng rõ ràng của ánh sáng sao.
Các ngôi sao Wolf-Rayet (WR) bắt đầu sự sống như những người khổng lồ vũ trụ, với khối lượng ít nhất gấp 20 lần Mặt trời. Chúng sống nhanh và chết cứng, phát nổ như siêu tân tinh và thổi một lượng lớn nguyên tố nặng vào không gian để sử dụng trong các thế hệ sao và hành tinh sau này. Tôi nói với mọi người rằng tôi nghiên cứu những ngôi sao tạo ra rất nhiều carbon trong cơ thể và vàng trong trang sức của họ, tiến sĩ Debra Wallace thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, Greenbelt, Md. là một mắt xích quan trọng trong chuỗi sự kiện cuối cùng dẫn đến sự sống. Wallace là tác giả chính của các bài báo về nghiên cứu này sẽ được công bố trên Tạp chí Thiên văn và Tạp chí Vật lý Thiên văn.
Vào thời điểm những ngôi sao này ở gần cuối cuộc đời ngắn ngủi của chúng, trong giai đoạn của Wolf Wolf-Rayet, chúng đang hợp nhất các yếu tố nặng trong lõi của chúng trong một cuộc đấu giá điên cuồng để ngăn chặn sự sụp đổ dưới khối lượng khổng lồ của chúng. Điều này tạo ra sức nóng và bức xạ cực mạnh, tạo ra những cơn gió mạnh từ 2,2 triệu đến 5,4 triệu dặm / giờ (3,6 triệu đến 9 triệu km / giờ) đặc trưng của các ngôi sao WR (Hình 1). Những cơn gió này thổi bay các lớp sao WR bên ngoài, làm giảm đáng kể khối lượng của chúng và nén các đám mây liên sao gần đó, gây ra sự sụp đổ lực hấp dẫn của chúng và đốt cháy một thế hệ sao mới.
Vì khoảng cách vũ trụ rất lớn, nên thứ xuất hiện dưới dạng một ngôi sao ngay cả khi nhìn qua kính viễn vọng lớn (Hình 2) trên thực tế có thể là hai hoặc nhiều ngôi sao quay quanh nhau (Hình 3 và 4). Trong nghiên cứu mới, Wallace và nhóm của cô đã sử dụng khả năng phân giải vượt trội của Camera hành tinh trong thiết bị Camera hành tinh trường rộng 2 trên tàu Hubble để xác định các ngôi sao đồng hành tiềm năng mới cho 23 trên 61 ngôi sao WR trong thiên hà của chúng ta. Mặc dù các ngôi sao đồng hành rõ ràng cần được xác nhận bằng một kỹ thuật phân tích ánh sáng gọi là quang phổ, nhóm nghiên cứu đã thận trọng khi tuyên bố những người bạn đồng hành của các ngôi sao gần đó.
Wallace cho biết, phần của các ngôi sao Wolf-Rayet có các ngôi sao đồng hành được xác định trực quan đã tăng từ 15% trước Hubble lên 59% với các quan sát của chúng tôi, bao gồm một phần tư các ngôi sao WR được biết đến trong thiên hà của chúng ta, Wallace nói. Tôi sẽ rất ngạc nhiên nếu những quan sát trong tương lai tiết lộ những người bạn đồng hành xung quanh tỷ lệ phần trăm lớn hơn của họ.
Sự hiện diện của một ngôi sao đồng hành sẽ ảnh hưởng đáng kể đến cách những ngôi sao này phát triển, theo nhóm nghiên cứu. Một trong nhiều ảnh hưởng có thể là chuyển giao hàng loạt. Nếu các ngôi sao đến gần nhau tại một số điểm trên quỹ đạo của chúng, thì tương tác hấp dẫn của chúng có thể khiến người này chuyển khí sang người khác, làm thay đổi đáng kể khối lượng của chúng theo thời gian. Vì các ngôi sao lớn hơn sử dụng nhiên liệu của chúng nhanh hơn nhiều so với các ngôi sao nhỏ hơn, việc chuyển khối lớn như vậy có thể thay đổi đáng kể thời gian sống của chúng. Các ảnh hưởng khác bao gồm thay đổi quỹ đạo, tốc độ quay hoặc tỷ lệ tổn thất khối lượng thông qua lực hút của chúng và tác động của gió sao. Các nhà thiên văn học của Keith cho rằng các ngôi sao Wolf-Rayet đều độc thân khi cố gắng tính toán cách chúng phát triển, nhưng chúng tôi đang tìm thấy hầu hết có công ty, Wallace nói. Ngay lập tức, tôi nghĩ cuộc sống hôn nhân sẽ giống như cuộc sống độc thân. Một ngôi sao đồng hành đã thay đổi cuộc sống của những ngôi sao này bằng cách nào đó.
Vì những gì được coi là một ngôi sao trên thực tế có thể là hai hoặc thậm chí nhiều hơn, ước tính khối lượng lớn hơn một trăm lần so với Mặt trời đối với một số ngôi sao nhất định có thể phải được điều chỉnh xuống. Điều này thực sự giúp làm sáng tỏ một bí ẩn rõ ràng, bởi vì các nhà thiên văn học tin rằng có một giới hạn về mức độ lớn của một ngôi sao, Wallace nói. Một ngôi sao càng lớn, nó càng tiêu thụ nhiên liệu nhanh hơn và nó càng tỏa sáng. Trên khoảng 100 khối lượng mặt trời, một ngôi sao về cơ bản sẽ tự thổi qua bức xạ cực mạnh của nó.
Kết quả cũng làm cho một kỹ thuật phổ biến để ước tính khoảng cách đến những ngôi sao này trở nên không chắc chắn hơn. Để có được ước tính khoảng cách đến một ngôi sao, người ta phải lấy loại quang phổ của ngôi sao, một phân tích về ánh sáng của ngôi sao cho thấy các đặc điểm độc đáo của nó, giống như dấu vân tay. Đối với một loại quang phổ nhất định, người ta biết độ sáng tuyệt đối trung bình của ngôi sao (nó sẽ sáng đến mức nào nếu nó ở một khoảng cách nhất định - 32,6 năm ánh sáng - cách xa). Bằng cách đo độ chói rõ ràng của nó (độ sáng dường như ở khoảng cách thực tế, nhưng chưa biết, khoảng cách), người ta có thể sử dụng mối quan hệ giữa độ sáng rõ ràng và độ sáng tuyệt đối của nó để xác định khoảng cách thực tế. Nếu thực sự có hai (hoặc nhiều) ngôi sao mà bạn không thấy, ngôi sao WR sẽ xuất hiện sáng hơn so với loại quang phổ và khoảng cách thực của nó, khiến khoảng cách bị đánh giá sai.
Nhóm bao gồm Wallace; Tiến sĩ Douglas R. Gies thuộc Khoa Vật lý và Thiên văn học, Đại học Bang Georgia, Atlanta, Ga.; Anthony F. J. Moffat, D? Partement de Physique, Đại học? de Montr? al, Quebec, Canada; và Michael M. Shara, Khoa Vật lý thiên văn, Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ, New York, N.Y. Nghiên cứu được tài trợ bởi NASA.
Nguồn gốc: NASA News Release
