För att fira 31-årsdagen av lanseringen av NASA:s rymdteleskop Hubble, astronomer riktade det berömda observatoriet mot en lysande "kändisstjärna, "en av de ljusaste stjärnorna som vi sett i vår galax, omgiven av en glödande gloria av gas och damm. Kredit:NASA, ESA, STScI
Det expanderande skalet av gas och stoft som omger stjärnan är cirka fem ljusår brett, som är lika med avståndet härifrån till närmaste stjärna bortom solen, Proxima Centauri.
Den enorma strukturen skapades från ett eller flera jätteutbrott omkring 10, 000 år sedan. Stjärnans yttre lager blåstes ut i rymden – som en kokande tekanna som hoppade av locket. Det utdrivna materialet uppgår till ungefär 10 gånger vår sols massa.
Dessa utbrott är det typiska livet för en sällsynt stjärnras som kallas en lysande blå variabel, en kort krampfas i det korta livet för en ultraljus, glamorös stjärna som lever snabbt och dör ung. Dessa stjärnor är bland de mest massiva och ljusstarkaste kända stjärnorna. De lever bara några miljoner år, jämfört med vår sols ungefär 10 miljarder år långa livstid. AG Carinae är några miljoner år gammal och bor 20, 000 ljusår bort i vår Vintergatans galax.
Lysande blå variabler uppvisar en dubbel personlighet:de tycks tillbringa år i stilla lycksalighet och sedan bryter de ut i ett plågsamt utbrott. Dessa giganter är stjärnor i det extrema, mycket annorlunda än vanliga stjärnor som vår sol. Faktiskt, AG Carinae uppskattas vara upp till 70 gånger mer massiv än vår sol och lyser med en bländande briljans av en miljon solar.
"Jag gillar att studera den här typen av stjärnor eftersom jag är fascinerad av deras instabilitet. De gör något konstigt, sa Kerstin Weis, en lysande blå variabel expert vid Ruhr University i Bochum, Tyskland.
Dessa bilder är en sammansättning av separata exponeringar som förvärvats av WFC3/UVIS-instrumentet på rymdteleskopet Hubble. Flera filter användes för att ta prov på smala våglängdsområden. Färgen är resultatet av att tilldela olika nyanser (färger) till varje monokromatisk (gråskala) bild som är associerad med ett individuellt filter. Kredit:NASA, ESA, STScI
Stora utbrott som det som producerade nebulosan inträffar en eller två gånger under en ljusblå variabels livstid. En lysande blå variabel stjärna kastar bara av sig material när den är i fara för självförstörelse som en supernova. På grund av deras massiva former och superheta temperaturer, lysande blå variabla stjärnor som AG Carinae är i en ständig kamp för att upprätthålla stabilitet.
Det är en armbrytningstävling mellan strålningstrycket inifrån stjärnan som trycker utåt och gravitationen som trycker inåt. Denna kosmiska match resulterar i att stjärnan expanderar och drar ihop sig. Det yttre trycket vinner ibland striden, och stjärnan expanderar till en så enorm storlek att den blåser av sina yttre lager, som en vulkan som bryter ut. Men det här utbrottet sker bara när stjärnan är på väg att gå isär. Efter att stjärnan matar ut materialet, den drar ihop sig till sin normala storlek, lägger sig tillbaka, och blir tyst ett tag.
Liksom många andra ljusblå variabler, AG Carinae är fortfarande instabil. Den har upplevt mindre utbrott som inte har varit lika kraftfulla som den som skapade den nuvarande nebulosan.
Även om AG Carinae är tyst nu, som en superhet stjärna fortsätter den att strömma ut brännande strålning och kraftfull stjärnvind (strömmar av laddade partiklar). Detta utflöde fortsätter att forma den gamla nebulosan, skulptera intrikata strukturer när utströmmande gas smäller in i den långsammare rörliga yttre nebulosan. Vinden går upp till 670, 000 miles per timme (en miljon km/h), cirka 10 gånger snabbare än den expanderande nebulosan. Över tid, den varma vinden kommer ikapp det kallare utdrivna materialet, plöjer in i det, och trycker den längre bort från stjärnan. Denna "snöplogs"-effekt har rensat ett hålrum runt stjärnan.
Det röda materialet är glödande vätgas spetsat med kvävgas. Det diffusa röda materialet längst upp till vänster pekar ut där vinden har brutit genom ett tunt område av material och svept ut det i rymden.
De mest framträdande dragen, markerad i blått, är trådliknande strukturer formade som grodyngel och skeva bubblor. Dessa strukturer är dammklumpar upplysta av stjärnans reflekterade ljus. De grodyngelformade funktionerna, mest framträdande till vänster och längst ned, är tätare dammklumpar som har skulpterats av stjärnvinden. Hubbles skarpa syn avslöjar dessa känsliga strukturer i detalj.
Bilden togs i synligt och ultraviolett ljus. Ultraviolett ljus ger en något tydligare bild av de filamentformiga dammstrukturerna som sträcker sig hela vägen ner mot stjärnan. Hubble är idealiskt lämpad för observationer av ultraviolett ljus eftersom detta våglängdsområde endast kan ses från rymden.
Massiva stjärnor, som AG Carinae, är viktiga för astronomer på grund av deras långtgående effekter på deras miljö. Det största programmet i Hubbles historia – Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards – studerar unga stjärnors ultravioletta ljus och hur de formar sin omgivning.
Lysande blå variabla stjärnor är sällsynta:Mindre än 50 är kända bland galaxerna i vår lokala grupp av närliggande galaxer. Dessa stjärnor tillbringar tiotusentals år i denna fas, en blinkning i kosmisk tid. Många förväntas avsluta sina liv i titaniska supernovaexplosioner, som berikar universum med tyngre grundämnen bortom järn.
