Astronomen haben möglicherweise das Rätsel gelöst, wie einige der hellsten und heißesten Sterne im Universum entstehen.
Das von Forschern des Instituts für Astrophysik der Kanarischen Inseln (IAC) geleitete Team hat Hinweise darauf gefunden, dass blaue Überriesen entstehen, wenn zwei Sterne in einem Doppelsternsystem spiralförmig zusammenlaufen und verschmelzen.
Blaue Riesensterne vom Typ B sind mindestens 10.000-mal heller, zwei- bis fünfmal heißer und 16- bis 40-mal massereicher als die Sonne. Die riesigen blauen Überriesen sind so extrem, dass Wissenschaftler die Hypothese aufgestellt haben, dass sie sich möglicherweise während einer seltenen, kurzen Phase der Sternentwicklung gebildet haben.
Das Problem bei dieser Idee ist, dass sie bedeutet, dass riesige blaue Überriesen ein seltener Anblick sind, sie aber dennoch häufig im gesamten Universum beobachtet werden. Daher haben seine Ursprünge Wissenschaftler jahrzehntelang vor ein Rätsel gestellt.
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Es gibt einen Hinweis auf die Überriesennatur blauer Überriesen: Sie existieren allein, ohne einen gravitativ gebundenen Begleitstern. Das ist seltsam, denn je massereicher ein Stern ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er einen Begleiter hat. Ungefähr 50 % der sonnengroßen Sterne haben einen Begleiter, aber etwa 75 % der massereicheren Sterne haben einen.
Blaue Riesensterne, einige der massereichsten Sterne, fühlen sich jedoch einsam. Dies könnte daran liegen, dass blaue Riesensterne in Systemen existieren, in denen ihre Bewohner bereits spiralförmig zusammengewachsen sind, kollidiert und verschmolzen sind.
Das Wissenschaftlerteam wollte dies untersuchen, indem es 59 blaue Überriesen vom Typ B in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie der Milchstraße, analysierte und neue Sternsimulationen erstellte.
„Wir haben Verschmelzungen sich entwickelnder Riesensterne mit ihren kleineren Sternbegleitern über einen weiten Parameterbereich simuliert und dabei die Wechselwirkung und Vermischung zwischen den beiden Sternen während der Verschmelzung berücksichtigt“, sagte Studienleiterin und IAC-Forscherin Athira Menon. Das sagte er in einer Erklärung. „Neugeborene Sterne leben als blaue Riesen während der zweitlängsten Lebensphase eines Sterns, wenn er in seinem Kern Helium verbrennt.“
Die Ergebnisse des Teams deuten darauf hin, dass blaue Überriesen in der klassischen Sternphysik in eine Evolutionspause geraten, ein Stadium der Sternentwicklung, in dem Astronomen nicht damit rechnen, Sterne zu sehen. Die Frage ist: Kann dies die bemerkenswerten Eigenschaften blauer Riesensterne erklären? Die Antwort scheint ja zu sein.
„Es ist auffallend, dass wir feststellen, dass Sterne, die aus solchen Verschmelzungen entstehen, die Oberflächenzusammensetzung, insbesondere die Stickstoff- und Heliumverstärkung, für einen großen Teil der Probe erfolgreicher reproduzieren können als herkömmliche Sternmodelle“, sagte Danny Lennon, ein Mitglied des Teams und Forscher am IAC. „Dies deutet darauf hin, dass Fusionen der dominierende Kanal für die Entstehung blauer Überriesen sein könnten.“
Die neuen Ergebnisse könnten einen großen Schritt zur Lösung eines offenen Problems im Zusammenhang mit der Entstehung blauer Riesensterne darstellen und auch auf die Bedeutung der Verschmelzung von Doppelsternen für die Bildung von Sternhaufen und die Gesamtform von Galaxien hinweisen.
Im nächsten Schritt dieser Forschung wird das Team seine Aufmerksamkeit von der Geburt riesiger blauer Sterne auf den Tod dieser massiven Objekte richten. Wissenschaftler werden untersuchen, wie Supernova-Explosionen riesiger blauer Sterne Neutronensterne und Schwarze Löcher erzeugen.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden Anfang dieses Monats in der Zeitschrift veröffentlicht Astrophysikalische Tagebuchbriefe.
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