Stellar jätten visar sig vara en outlier

Massiv stjärna kastades ut från stjärnkluster

"Outliers" stjärnor © NASA, ESA och Z. Levay (STScI). Science Credit: NASA, ESA, C. Evans (Royal Observatory Edinburgh), N. Walborn (STScI) och ESO
läsa högt

Han springer genom rymden på mer än 400 000 kilometer i timmen, är extremt het och massiv och passade inte in i något schema under lång tid: stjärnan 30 Dor # 016. Nu har astronomer identifierat honom som en "outlier" - en stjärngigant som kastades ut ur hans ursprungliga stjärnkluster av en ännu tyngre. Resultaten som publicerades i "The Astrophysical Journal Letters" öppnar upp en helt ny bild av beteendet hos massiva stjärnor och även på platsen för evenemanget, tarantulnebulan.

Tarantula Nebula, även känd som Doradus, är en av universums stjärnor. 170 000 ljusår från jorden, det ligger nära Magellanic Cloud, en av Vintergatan galaktiska grannar. Mitt i tarantula-dimman mötte astronomer en stjärna 2006 som inte passade in i den vanliga bilden: den är exceptionellt varm, blåvit och extremt massiv, men ändå långt borta från alla stjärnkluster där sådana massiva stjärnor normalt finns.

2009 gav Hubble Space Telescope ytterligare ledtrådar till den ovanliga naturen hos stjärnan som döptes när Hubble-serviceteamet använde det för att kalibrera UV-spektrometern för dess ljusstyrka. Det visade sig att 30 Dor # 016 avger en veritabel storm av laddade partiklar - ett tydligt tecken på en massa som är mer än 90 gånger större än solens. Eftersom stjärnor av denna massa normalt bara lever i några miljoner år måste detta också vara mycket ungt. Men var kom han ifrån? För han kunde inte ha bildats på plats, långt ifrån någon närande damm- och gasdimma.

Outliers från stjärnkluster

Ett första spår uppstod från ett äldre Hubble-teleskopfotografi 1995 som visar 30 Dor # 016 i slutet av en äggformad körfält omgiven av glödande hems. Slutet av banan pekade direkt mot stjärnklustret R136 i Mist 30 Doradus. Astronomer från European Southern Observatory riktade sig sedan in mot stjärnan i år med hjälp av spektroskopiska instrument vid Very Large Telescope (VLT) i Chile - och löste pusslet.

Observationerna avslöjade att stjärnan rör sig med en konstant hastighet på cirka 400 000 kilometer per timme från stjärnklustret R 136. Hastighetsdata motsvarar varken den normala stjärnrörelsen eller ett dubbelstjärnsystem. Således måste 30 Dor # 016 vara en verklig överspänning - en stjärna som ursprungligen uppstod i stjärnklustret, men sedan kastades ur dimman genom en ovanlig process. Han är nu cirka 375 ljusår bort från sitt troliga hemland. display

Tarantula nebulae NASA, ESA, J. Walsh (ST-ECF)

Supernova eller Shooting Ball ?

I princip kan en sådan Ausrei er-stjärna uppstå på flera sätt. En stjärna kan komma för nära en eller flera av de mer massiva -utseende i ett massivt, tätt stjärnkluster och kastas ut ur sin bana genom sin gravitationseffekt. Eller så kan han vara en del av ett binärt stjärnsystem och plötsligt exploderar hans mer massiva följeslagare i en supernova. Sprängningen kastar honom långt ut i rymden.

Men vilket scenario passar? Enligt astronomer är den förra sannolikt: "Det är allmänt accepterat att R136 är så ung att de mest massiva stjärnorna i klustret ännu inte har exploderat som en supernova, " förklarar Danny Lennon från Space Telescope Science Institutet i Baltimore. Det indikerar att stjärnan måste ha kastats ut genom dynamiska interaktioner.

Laboratorium för stjärnjättar

Denna insikt ger astronomer värdefulla insikter i massiva stjärners beteende. "Resultaten är spännande eftersom sådana dynamiska processer i mycket täta, högmassa-kluster har teoretiserats under en längre tid, " förklarar Nolan Walborn från Space Telescope Science Institute. Detta är den första direkta observationen av denna process i en sådan region. Mindre massiva utbrott från den mycket mindre Orionnebulan har varit kända i mer än ett halvt sekel, men detta är den första potentiella bekräftelsen för de mest massiva unga klusterna. Star Cluster R136 innehåller Det är lika med flera extremt massiva stjärnor på mer än 100 solmassor. Tarantulnebulan kan således visa sig vara ett unikt laboratorium för studier av stjärnjättar.

Inte den enda outlieren

Dessutom är 30 Dor # 016 kanske inte den enda i sitt slag i regionen. Astronomerna har nu identifierat två andra extremt heta, massiva stjärnor på nebulans kanter, som de också anser vara utslagare. Ytterligare undersökningar är nu för att avgöra om Doradus till och med kan katapultera en hel serie massiva utbrott i hans kosmiska grannskap.

Å andra sidan kan astronomer uppskatta ödet 30 Dor # 016 väl. Han kommer antagligen att fortsätta tävla genom rymden och sedan, i slutet av sin stellarliv på några miljoner år, explodera som en massiv supernova. Då återstår bara ett svart hål.

(ESA, 14.05.2010 - NPO)