Pressemeddelelse

Lavt diæt af natrium er nøglen til et langt liv for stjerner

Nye VLT observationer giver stjerneteorier hovedpine

29. maj 2013

Astronomer forventer at stjerner, ligesom solen vil blæse det meste af deres atmosfære ud i rummet, når de nærmer sig slutningen af deres liv. Men nye observationer af store stjernehobe med ESOs Very Large Telescope viser – imod alle forventninger - at størstedelen af de undersøgte stjerner simpelthen ikke når det stadie i deres liv overhovedet. Et internationalt hold har set, at mængden af natrium i stjernerne var en perfekt indikator for, hvordan de ville ende deres liv.

Måden hvorpå stjerner udvikles og ender deres liv har i mange år været betragtet som velforstået. Detaljeret computermodeller forudsagde at stjerner med sollignende masser, ville have perioder imod slutningen af deres liv - kaldet den asymptotiske kæmpe gren, eller AGB [1] – hvor de gennemgår et endeligt udbrud af kerneforbrænding, og udsender en del af deres masse i form af gas og støv.

Det udsendte materiale [2] er så med til at danne næste generations stjerner, og denne cyklus af massetab og genfødsel er afgørende for at kunne forklare universets kemiske udvikling. Denne proces er også skyld i at tilføre det materiale, der er nødvendigt for at danne planeter - og er endda ingredienserne for organisk liv.

Men da den australske ekspert i stjerneteori Simon Campbell fra Monash University Centre for Astrophysics i Melbourne gennemsøgte gamle artikler, fandt han forjættende forslag om, at nogle stjerner på en eller anden måde ikke følger reglerne, og springer måske AGB fasen over fuldstændigt. Han fortæller her videre på historien:

"For en videnskabsmand der beskæftiger sig med stjernemodellering, var dette forslag vandvittigt! Alle stjerner gennemgår AGB fasen ifølge vores modeller. Jeg dobbelttjekkede alle de gamle studier, men fandt ud af, at dette ikke var blevet grundigt undersøgt. Jeg besluttede mig for at undersøge det selv, på trods af at jeg havde meget lidt observations erfaring."

Campbell og hans hold brugte ESOs Very Large Telescope (VLT) til nøje at undersøge lyset, der kommer fra stjernerne i den kugleformede stjernehob NGC 6752 i det sydlige stjernebillede Pavo (Påfuglen). Denne store kugle af gamle stjerner indeholder både en førstegeneration af stjerner, og en andengeneration der er dannet noget senere [3]. De to generationer kan skelnes fra hinanden ved mængden af natrium de indeholder – noget som data, der er af meget høj kvalitet fra VLT, kan bruges til at finde.

"FLAMES, multi-objekt spektrografen med høj opløsning på VLT, var det eneste instrument der kunne gøre det muligt for os at få data med en virkelig høj kvalitet for 130 stjerner af gangen. Og det gjorde det muligt for os, at observere et stort område af kuglehoben på en gang," tilføjer Campbell.

Resultaterne var overraskende - alle af de AGB stjernerne i undersøgelsen, var førstegenerationsstjerner med lave mængder natrium, og ingen andengenerationsstjerner med høje mængder natrium var blevet til AGB stjerner. Op mod 70 % af stjernerne gennemgik ikke den endelige fase af kerneafbrænding og massetab [4] [5].

"Det ser ud til at stjerner skal have et lavt indhold af natrium for at nå AGB fasen i en gammel alder. Disse observationer er vigtige for en række årsager. Stjernerne er de klareste i kugleformede hobe - så der vil være 70 % færre af de klareste stjerner end teorien forudsiger. Det betyder også at vores computermodeller, der beskriver stjerner, er ufærdig og må færdiggøres!" konkluderer Campbell.

Holdet forventer, at lignende resultater vil blive fundet for andre stjernehobe, og flere observationer er planlagt.

Noter

[1] AGB stjerner har deres særværdige navn grundet deres beliggenhed i Hertzsprung Russell diagrammer, en graf for hvor klar stjernerne er versus deres farve.

[2] I en kort tidsperiode er det udsendte materiale oplyst af et kraftig ultraviolet stråling fra stjernen og danner en planetarisk tåge (se fx eso1317).

[3] Selvom stjernerne i en kugleformet stjernehob alle er dannet på samme tid, er det nu velforstået, at disse systemer ikke er så simple som man engang troede. De indeholder normalt to eller flere bestande af stjerner med forskellige mængder af lette grundstoffer som kulstof, nitrogen – og altafgørende for denne undersøgelse – natrium.

[4] Det menes, at stjerner der springer over AGB fasen vil udvikle sig direkte til helium hvide dværgstjerner der langsomt køles ned over milliarder af år.  

[5] Det menes ikke, at natrium i sig selv er skyld i denne anderledes opførsel, men må være stærkt forbundet med den underliggende årsag – hvilket forbliver et mysterium.

Mere information

Denne forskning blev præsenteret i en artikel med navnet “Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular cluster stars” af Simon Campbell et al., og kan ses online i journalen Nature on 29 May 2013.

Holdet bestod af Simon W. Campbell (Monash University, Melbourne, Australien), Valentina D’Orazi (Macquarie University, Sydney, Australien; Monash University), David Yong (Australian National University, Canberra, Australien [ANU]), Thomas N. Constantino (Monash University), John C. Lattanzio (Monash University), Richard J. Stancliffe (ANU; Universität Bonn, Tyskland), George C. Angelou (Monash University), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), Frank Grundahl (Aarhus Universitet, Danmark).

ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel
• Billeder af VLT
• ESO billeder af planetariske tåger

Kontakter

Simon Campbell
Monash University
Melbourne, Australia
Tel: +61 3 9905 4454
E-mail: simon.campbell@monash.edu

John Lattanzio
Monash University
Melbourne, Australia
Tel: +61 3 9905 4428
E-mail: john.lattanzio@monash.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1323 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.