Pressemeddelelse

Smuk tåge med en voldsom historie: Stjernesammenstød er svaret på gammel himmelgåde

11. april 2024

Astronomerne fik en overraskelse, da de så nærmere på et stjernepar i hjertet af en smuk sky af gasser og støv. Normalt ligner stjernerne i et par hinanden ret meget, som tvillinger gør det, men i HD 148937 ser det ud til, at den ene stjerne er yngre, og til forskel fra den anden er den også magnetisk. Nye data fra European Southern Observatory (ESO) tyder på, at der oprindeligt var tre stjerner i systemet, indtil to af dem stødte sammen og blev til een. Denne voldsomme hændelse skabte den omgivende sky, og forandrede for altid systemets fremtid.

"Jeg var i gang med noget baggrundslæsning, da det slog mig, hvor specielt systemet her så ud til at være," siger Abigail Frost, som er astronom ved ESO i Chile, og hovedforfatter på en artiklel, som offentliggøres idag i tidsskriftet Science. Systemet, som kaldes HD 148937 befinder sig omkring 3800 lysår fra Jorden i retning af stjernebilledet Linealen (Norma). Det består af to stjerner, som begge er meget tungere end Solen, og som er omgivet af en smuk tåge - en sky af gasarter og støv. "Det er sjældent at se en tåge omkring to tunge stjerner, og derfor fik os til at tænke på, om der var hændt noget spændende i systemet. Da vi kiggede nærmere på data, blev det hele blot endnu mere cool."

"En nærmere analyse viste, at den tungeste af stjernerne så ud til at være meget yngre end dens ledsager, og det giver umiddelbart ingen mening, fordi de bør være dannet på samme tid!," siger Frost. Aldersforskellen antyder, at et eller andet har forynget den tungeste af stjernerne - den ser ud til at være mindst 1,5 millioner år yngre end den anden.

En anden brik i puslespillet er den tåge, som omgiver stjernerne, og som har betegnelsen NGC 6164/6165. Den er blot 7500 år gammel, og det er flere hundrede gange yngre end begge stjernerne. I tågen er der rigtig meget nitrogen, kulstof og oxygen. Det er overraskende, for denne slags grundstoffer befinder sig normalt dybt i stjernernes indre; ikke udenfor, så det ser ud som om en eller anden voldsom proces har sendt dem derud.

For at opklare mysteriet har forskerholdet samles data fra ni års undersøgelser med instrumenterne  PIONIER og GRAVITY, som begge er monteret på ESOs Very Large Telescope Interferometer  (VLTI) i Chiles Atacamaørken. De har desuden brugt arkivdata fra instrumentet  FEROS på ESOs La Silla Observatorium.

"Vi tror, at dette system oprindeligt bestod af mindst tre stjerner. To af dem har været tæt på hinanden på et sted i deres bane, og den tredje stjerne var længere væk," forklarer Hugues Sana, som er professor ved KU Leuven i Belgien, og som har været principal investigator for observationerne. "De to nære stjerner er stødt voldsomt sammen, og er blevet til een magnetisk stjerne, samtidig med at de udkastede de stoffer, som har dannet tågen. Den fjernere stjerne fandt ind i en ny bane med den nydannede magnetiske stjerne, så den dobbeltstjerne, som vi idag ser blev dannet i midten af tågen."

"Scenariet med et sammenstød tænkte jeg allerede på tilbage i 2017, da jeg så på nogle af de observationer af tåger, som er gjort med European Space Agencys Herschel Rumteleskop," tilføjer medforfatter Laurent Mahy, som for tiden er seniorforsker ved Det kongelige Belgiske Observatorium. "Når vi nu har fundet en forskel i alder imellem stjernerne, tyder det på, at det scenarie er det mest sandsynlige, og det har kun været muligt at eftervise det med de nye data fra ESO."

Scenariet forklarer desuden hvorfor en af stjernerne i systemet er magnetisk, og den anden ikke er det - og det er en af de andre mærkværdige egenskaber ved HD 148937, som er opdaget i data fra VLTI.

Samtidig er det med til at løse en gammel gåde i astronomien: hvordan får tunge stjerner et magnetfelt. Det er almindeligt, at lettere stjerner, som for eksempel vores egen Solen har magnetfelter, men de tunge stjerner kan ikke på samme måde opretholde magnetfelter - og dog gør nogle af dem det alligevel.

I nogen tid har astronomerne haft mistanke om, at tunge stjerne kunne få et magnetfelt, når to stjerner smelter sammen. Men det er er første gang forskerne finder direkte bevis for, at dette faktisk sker. I tilfældet med HD 148937 må sammenstødet være sket for nyligt. "Vi forventer ikke at tunge stjerner kan opretholde et magnetfelt i ret lang tid, sammenlignet med stjernen fulde levetid, så det ser ud til, at vi i dette tilfælde har set den sjældne begivenhed kort tid efter, at det skete," tilføjer Frost.

Med ESOs Extremely Large Telescope (ELT), som for tiden er under bygning i Chiles Atacamaørken, vil forskerne kunne studere hvad der er sket i dette stjernesystem i større detalje, og måske bliver der afsløret endnu flere overraskelser.

Mere information

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “A magnetic massive star has experienced a stellar merger” i tidsskriftet Science (www.science.org/doi/10.1126/science.adg7700). Artiklen udkommer på tryk i Science fredag den 12. april 2024, og den vil være tilgængelig online klokken 21:00 danske tid den 11. april 2024. Den endelige udgave af artiklen vil, når embargoen ophæves, kunne findes på https://www.eurekalert.org/press/scipak/. Ellers kontakt scipak@aaas.org imens embargoen er i funktion.

Forskningsarbejdet har modtaget støte fra European Research Council (ERC) under den Europæiske Unions Horizon 2020 forsknings og innovationsprogram (grant agreement number 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana). 

Forskerholdet består af A. J. Frost (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile] og Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), H. Sana (KU Leuven), L. Mahy (Royal Observatory of Belgium, Belgien and KU Leuven), G. Wade (Department of Physics & Space Science, Royal Military College of Canada, Canada [RMC Space Science]), J. Barron (Department of Physics, Engineering & Astronomy, Queen’s University, Canada and RMC Space Science), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, Centre national de la Recherche Scientifique, Institute de Planétologie et d’Astrophyisique de Grenoble, Frankrig), A. Mérand (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [ESO]), F. R. N. Schneider (Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Tyskland og Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Tyskland), T. Shenar (The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Israel og KU Leuven), R. H. Barbá (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de La Serena, Chile), D. M. Bowman (School of Mathematics, Statistics and Physics, Newcastle University, UK and KU Leuven), M. Fabry (KU Leuven), A. Farhang (School of Astronomy, Institute for Research in Fundamental Sciences, Iran), P. Marchant (KU Leuven), N. I. Morrell (Las campanas Observatory, Carnegie Observatories, Chile) og J. V. Smoker (ESO Chile og UK Astronomy Technology centre, Royal Observatory, UK).

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Links

• Forskningsartiklen (preprint. Tjek linket https://www.eurekalert.org/press/scipak/ eller kontakt scipak@aaas.org for at få et eksemplar af den endelige artikel i embargoperioden)
• Fotos af VLT/VLTI
• Mere om ESOs Extremely Large Telescope på den særlige website og i vores press kit

·         For journalister: du kan abonnere på vore pressemeddelelser under embargo og på dit etet sprog

·        For forskerne: har du en god historie, så send os et tip

Kontakter

Abigail Frost
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Tel: +44 79 8353 9292
E-mail: Abigail.Frost@eso.org

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +32 479 50 46 73
E-mail: hugues.sana@kuleuven.be

Laurent Mahy
Royal Observatory of Belgium
Brussels, Belgium
Tel: +32 476 23 60 06
E-mail: laurent.mahy@oma.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Lê Binh San PHAM
Communication Officer, Royal Observatory of Belgium
Brussels, Belgium
E-mail: lebinhsan.pham@oma.be

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 eso2407 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.