Westerlund 1 tähden klusteri. Kuvaluotto: Chandra. Klikkaa suurentaaksesi.
NASA: n Chandra-röntgen observatorion uusien tulosten mukaan erittäin massiivinen tähti romahti neutronitähteeksi eikä mustana reikäksi, kuten odotettiin. Tämä löytö osoittaa, että luonnolla on vaikeampaa tehdä mustia reikiä kuin aiemmin ajateltiin.
Tutkijat löysivät tämän neutronitähden - tiheän pyörittelevän neutronien pallon, jonka halkaisija on noin 12 mailia - erittäin nuoresta tähtiryhmästä. Tähtitieteilijät pystyivät käyttämään klusterissa olevien muiden tähtien hyvin määritettyjä ominaisuuksia päätelläkseen, että tämän neutronitähden esi-isä oli vähintään 40-kertainen auringon massaan nähden.
"Löytöksemme osoittaa, että jotkut massiivisimmista tähtiistä eivät romahta muodostaen mustia reikiä kuin ennustettiin, vaan muodostavat sen sijaan neutronitähtiä", kertoi Michael Muno, UCLA: n tutkijatohtorin Hubble-stipendiaatti ja The Astrophysical Journal -julkaisun julkaisun johtava kirjoittaja. Kirjaimet.
Kun erittäin massiiviset tähdet tekevät neutronitähtiä eikä mustia reikiä, niillä on suurempi vaikutus tulevien tähti sukupolvien koostumukseen. Kun tähti romahtaa muodostaen neutronitähden, yli 95% sen massasta, josta suurin osa on ytimestä rikas materiaalia, palautetaan sen ympärille olevaan tilaan.
"Tämä tarkoittaa, että valtavat määrät raskaita elementtejä saatetaan takaisin liikkeeseen ja voivat muodostaa muita tähtiä ja planeettoja", kertoi J. Simon Clark Yhdistyneen kuningaskunnan avoimesta yliopistosta.
Tähtitieteilijät eivät täysin ymmärrä kuinka massiivisen tähden täytyy olla, jotta muodostuu musta reikä kuin neutronitähti. Luotettavin menetelmä progenitoritähden massan arvioimiseksi on osoittaa, että neutronitähti tai musta reikä kuuluu tähtiryhmään, jotka kaikki ovat lähellä samaa ikää.
Koska massiivisemmat tähdet kehittyvät nopeammin kuin vähemmän massiiviset, tähden massa voidaan arvioida siitä, jos sen evoluutiovaihe tunnetaan. Neutronitähdet ja mustat aukot ovat tähden evoluution päättymisvaiheet, joten niiden esivanhempien on pitänyt olla klusterin massiivisimpia tähtiä.
Muno ja hänen kollegansa löysivät sykkivän neutronitähden tähtiryhmässä, joka tunnetaan nimellä Westerlund 1. Tämä klusteri sisältää satatuhatta tai enemmän tähtiä vain 30 valovuotisen alueen alueella, mikä viittaa siihen, että kaikki tähdet syntyivät yhdessä tähtijaksossa muodostus. Perustuen optisiin ominaisuuksiin, kuten kirkkauteen ja väriin, joidenkin klusterin normaalien tähtien massan tiedetään olevan noin 40 aurinkoa. Koska neutronitähden esi-isä on jo räjähtänyt supernoovana, sen massan on pitänyt olla yli 40 aurinkoa.
Tähtitieteen perusteellisissa kursseissa toisinaan opetetaan, että yli 25 aurinkomassan tähdistä tulee mustia aukkoja - käsite, jolla viime aikoihin asti ei ollut havainnollista näyttöä sen testaamiseksi. Jotkut teoriat sallivat näin massiivisten tähtiä välttämästä mustien reikien muodostumisen. Esimerkiksi Chicagon yliopiston Alexander Hegerin ja hänen kollegoiden teoreettiset laskelmat osoittavat, että erittäin massiiviset tähdet puhaltavat massaa niin tehokkaasti elämänsä aikana, että ne jättävät neutronitähtiä siirtyessään supernooviin. Olettaen, että Westerlund 1: n neutronitähti on yksi näistä, herää kysymys siitä, mistä Linnunradan ja muiden galaksien havaitut mustat aukot ovat peräisin.
Muut tekijät, kuten tähden kemiallinen koostumus, kuinka nopeasti se pyörii, tai sen magneettikentän voimakkuus voivat määrätä sen, jättääkö massiivinen tähti neutronitähteen taakse tai mustan aukon. Normaalin kemiallisen koostumuksen tähtiä koskeva teoria jättää pienen alkumassojen ikkunan - välillä noin 25 - hieman alle 40 aurinkopainoa - mustien reikien muodostumiseksi yksittäisten massiivisten tähtien kehityksestä. Ylimääräisten neutronitähteiden tunnistamisen tai mustien reikien löytämisen nuoreissa tähtiryhmittymissä tulisi edelleen rajoittaa neutronitähteiden ja mustien reikien progenitorien massoja ja ominaisuuksia.
Munon kuvaama työ perustui kahteen Chandran havaintoon 22. toukokuuta ja 18. kesäkuuta 2005. NASA: n Marshall-avaruuslentokeskus, Huntsville, Ala, johtaa Chandra-ohjelmaa viraston tiedeoperaatio-osastolle. Smithsonian Astrophysical Observatory ohjaa tiede- ja lentotoimintaa Chandran röntgenkeskuksesta Cambridgessa, Massachusetts.
Lisätietoja ja kuvia on saatavana osoitteessa: http://chandra.harvard.edu
ja http://chandra.nasa.gov
Alkuperäinen lähde: Chandra-lehdistötiedote
