5月 24, 2022

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宇宙の謎:天文学者が煙の輪を噴き出す死にゆく星を捕らえる

宇宙の謎:天文学者が煙の輪を噴き出す死にゆく星を捕らえる

ズーム / 星のうみへび座V星または略してうみへび座V星の眺め。 カリフォルニア大学の天文学者マーク・モリスによれば、その死の苦しみの中で、星は科学者が数百年ごとに形を計算した一連の拡大するリングを解き放ちました。

アルマ(ESO / NAOJ / NRAO)/ S.ダグネロ(NRAO / AUI / NSF)

天文学者は、赤色巨星がその最後の死の悲劇を前例のない詳細で通過していることを発見し、異常な特徴を明らかにしました。 として知られている星 V Hydri (または略してV Hya)、によると、材料の6つの異なるエピソードを取り出します 暫定版 アストロフィジカルジャーナルへの掲載が承認されました。 神秘的な「煙の輪」の形成の正確なメカニズムはまだ理解されていません。 しかし、この観測は、恒星進化のこの後期段階の既存のモデルを揺るがし、より多くの光を当てる可能性があります。 私たちの太陽の運命

「うみへび座V星は、その大気(最終的にはその質量の大部分)を放出する過程で捕らえられます。これは、最も後期の赤色巨星が行うことです。」 共著者のマーク・モリスは次のように述べています。、カリフォルニア大学の天文学者。 しかし、「これは、星の死の悲劇を経験する星の周りに一連の膨張するリングが見られたのはこれが初めてであり、数百年ごとに吹き飛ばされると私たちが考えた一連の膨張する「煙のリング」です。」

赤色巨星 これは、星の進化の最終段階の1つです。 星の核が核融合によって水素をヘリウムに変換するのをやめると、重力が星を圧縮し始め、その内部温度を上げます。 このプロセスは、不活性コアの周りで燃焼する水素のシェルに点火します。 最終的に、コアの圧力と加熱により、星は劇的に膨張し、直径が6,200万から6億2,000万マイル(1億から10億km)に達しました。 表面温度は恒星の基準では比較的涼しいです:華氏4000から5800度(摂氏2200から3200度)。 したがって、これらの星はオレンジレッドの外観を呈しているため、赤色巨星というニックネームが付けられています。

うみへび座V星は、うみへび座V星座の1,300光年離れた場所にある炭素が豊富な星です。
ズーム / うみへび座V星は、うみへび座V星座の1,300光年離れた場所にある炭素が豊富な星です。

IAU、スカイ&テレスコープ

最終的に、赤色巨星のコアのヘリウムが消費され、コアは再び収縮します。 その後、スターになります 漸近巨星分枝 (AGB)星(赤色巨星の最終段階)。 AGB星の内部構造は、炭素と酸素の中心コア、核融合によってヘリウムが炭素に変わるシェル、および水素がヘリウムに変わる別のシェルで構成されています。 これらの星は通常、100〜1、000日ごとに明るさが増す劇的な脈動を生成します。 さらに、強烈な地表風は、星の周りのペリプラズムとして知られているガス状の雲の形成を引き起こします。

これらの強烈な恒星風は、最終的に大気と恒星大気を取り除き、星は惑星状星雲内の白色矮星になります。 AGB星が質量を失う速度が速いほど、その最終的な遷移に近づきます。 私たちの太陽は、最終的には約50億年で赤色巨星になり、最終的にはAGBに進化してから、最終的に白色矮星が中心にある惑星状星雲に進化します。

これは、天文学者が何年もの間それを理解してきたプロセスです。 しかし、V Hyaの珍しい特徴は、彼らに物事を再考させます。 うみへび座V星の1,300光年離れた場所にあるVHyaは、炭素が豊富な星です。つまり、その大気には酸素よりも多くの炭素が含まれています。 質量損失率が高いため、天文学者は、大気を放出して惑星状星雲になる可能性が高いと考えています。

炭素が豊富な星VHyaの最終章を示す図。
ズーム / 炭素が豊富な星VHyaの最終章を示す図。

アルマ(ESO / NAOJ / NRAO)/ S.ダグネロ(NRAO / AUI / NSF)

このAGB星も興味深いのは、8年程度ごとに大規模なプラズマ噴火が発生し、約17年ごとに明るさが急激に低下するためです。 これらのイベントは、ほとんど見えないコンパニオンスターの存在を示しています。 (明るさの低下は、うみへび座V星の前を通過するこの2番目の星に関連する雲が原因である可能性があります。)

この最新の研究では、ハッブル宇宙望遠鏡のデータと、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ(ALMA)を使用した観測を組み合わせています。これには、赤外線、光学、および紫外線のデータが含まれており、複数の波長にわたるVHyaの死の悲劇を捉えています。 星は遠くにあり、厚い塵に覆われていますが、ALMAの高解像度機能により、そのリングと流出が非常に詳細に明らかになりました。

タイミングも偶然でした。 「うみへび座V星は、死にゆく星が彼らの人生の終わりに通過する短いが重要な移行期にあります。」 共著者のラグベンドラ・サハイは次のように述べています。、NASAのジェット推進研究所の天文学者。 「それは彼らがほとんどの質量を失う段階です。この段階はおそらくそれほど長くは続かないので、それを演じるのは難しいです。私たちはV Hyaに幸運であり、進行中のさまざまな活動をすべて撮影することができました星がどのように失われるかをよりよく理解するために、この星の中とその周辺。その寿命の終わりに大衆のために瀕死。」

サハイらは、星がうみへび座V星の周りに塵の円盤のような領域を形成するために、2、100年かそこらの間に外側に伸びた一連の煙の輪を吹き飛ばすことによってその大気を放出することを発見しました。 チーム 吹き替え この構造はDUDEです(ディスクは動的に拡張されます)。

彼らの観測はまた、星から反対方向に、煙の輪に垂直に放出されたガスの高速爆発が、2つの砂時計の形をした構造を形成していることを明らかにしました。 これらの構造物は、時速50万マイル(240 km / s)を超える速度で膨張します。 「このプロセスがガスのリングの発射と、断続的な高速の物質ジェットの生成を伴う可能性があるという発見は、星がどのように彼らの人生を終わらせるかについての私たちの理解に魅力的な新しいしわをもたらします。」 モリスは言った

これはすべて、星が特に急速な進化を遂げていることを示しており、これは現在のモデルに反しています。 「私たちの研究は、10万年以上にわたって比較的ゆっくりと安定した球形の風によって大量の燃料を放出することによってAGB星がどのように死ぬかについての従来のモデルが、せいぜい不完全であるか、最悪の場合正しくないことを劇的に明らかにしています。」 サヒは言った。 「コンパニオンスターまたは準スターが彼らの死に重要な役割を果たしている可能性が非常に高いです。VHyaの場合、近くの仮想のコンパニオンスターの組み合わせが、少なくともある程度、存在の原因です。その6つのリングの中で、そして星の奇跡的な死を引き起こす高速の爆発。

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