Ett internationellt team av astronomer har avbildat stjärnsystemet Eta Carinae i största detalj någonsin. Eta Carinae är ett kolossalt binärt system som består av två massiva stjärnor som kretsar runt varandra. Det finns nästan 8, 000 ljusår från jorden i Carina -nebulosan, en jätte stjärnbildande region i Carina-Skyttens arm i Vintergatan.

Bilderna gjorde det möjligt för astronomerna att observera oväntade nya strukturer i det binära systemet, inklusive ett område mellan de två stjärnorna där extrema höghastighetsstjärnvindar kolliderar.

"Med dessa observationer, vi kunde kartlägga zonen där de två stjärnvindarna kolliderar och se till att vi verkligen förstår de grundläggande parametrarna i det binära systemet, "sade Augusto Damineli, Full professor vid University of São Paulo's Institute of Astronomy, Geofysik och atmosfäriska vetenskaper (IAG-USP) i Brasilien.

Damineli har studerat mystiska fenomen som involverar Eta Carinae i mer än 20 år med FAPESPs stöd och är en av de tre brasilianska författarna till tidningen publicerad av Astronomi och astrofysik .

De andra två är Mairan Macedo Teodoro, en forskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center, och José Henrique Groh de Castro Moura, professor vid Trinity College Dublin i Irland.

Enligt forskarna, Eta Carinae binära par är så massiva och ljusa att strålningen som de producerar sliter atomer från deras ytor och spyder ut dem i rymden. Denna utvisning av atommaterial kallas stjärnvind.

De rasande vindarna från Eta Carinae är mycket snabbare och tätare än solvinden som strömmar från vår egen sol. De krockar våldsamt i zonen mellan de två stjärnorna i hastigheter som kan nå 10 miljoner km i timmen.

Den kombinerade effekten av de två stjärnvindarna när de krossar varandra i extrema hastigheter är att skapa temperaturer på miljontals grader och intensiva strålar av röntgenstrålning.

Det centrala området där de rasande vindarna kolliderar är så jämförelsevis små att teleskop i rymden och på marken inte har kunnat avbilda dem i detalj - förrän nu.

Med hjälp av en avancerad ny bildteknik som kallas infraröd lång baslinjeinterferometri, som kombinerar ljusstrålar som samlats in från samma astronomiska objekt med flera teleskop för att analysera det i detalj, forskarna kunde observera den turbulenta kollisionszonen för första gången.

De gjorde detta med Astronomical Multi-Beam Recombiner känd som AMBER, ett instrument som för närvarande är installerat på Very Large Telescope Interferometer (VLTI) vid European Southern Observatory's Paranal Facility i Chiles Atacamaöknen.

De använde tre av VLT:s fyra hjälpteleskop, var och en med en diameter på 1,8 m och monterad på spår så att de kan röra sig upp till 200 m från varandra.

Bildskärpa ökar med teleskopseparation, så astronomerna kunde uppnå en tiofaldig ökning av upplösningseffekten jämfört med ett av VLT -gruppens huvudteleskop, levererar för första gången direktbilder 50, 000 gånger finare än mänsklig syn på både vinden som virvlar runt Eta Carinaes primära stjärna och vindkollisionszonen mellan de två stjärnorna.

Med hjälp av Doppler -effekten, som gör det möjligt för astronomer att beräkna exakt hur snabbt stjärnor och andra astronomiska föremål rör sig mot eller bort från jorden, de fick bilder av stjärnvindarna med olika hastigheter, mäta hastigheter och densiteter för att jämföra dem med en datormodell av kollisionen.

"Bilderna vi fick via Doppler -effekten visar stjärnvindarna som kolliderar med olika hastigheter, "Sa Damineli." Så vi kunde använda dem för att rekonstruera formen på väggarna i hålrummet som bildas av kollisionschockvågan från dess topp till de mest avlägsna områdena. "

Forskarna observerade också i bilderna en oväntad fläktformad struktur där den rasande vinden från den mindre, hetare stjärna kraschar in i den tätare vinden från den större av paret.

Vinden från sekundärstjärnan är mindre tät men mycket hårdare än vinden från den primära stjärnan, når hastigheter på 3, 000 km per sekund, uppskattade de.

På grundval av dessa fantastiska vindhastigheter, de hoppas kunna skapa mer exakta datormodeller av Eta Carinaes interna struktur och öka deras förståelse för hur extremt massiva stjärnor förlorar massa när de utvecklas.

"Eftersom ljuset från den sekundära stjärnan är 200-300 gånger svagare än ljuset från den primära, vi kunde inte se det direkt med AMBER, "Sa Damineli." Vi borde kunna göra det med GRAVITY, ett nytt VLTI -instrument som kommer att komma igång snart. "

GRAVITY är ett interferometriskt instrument som arbetar i K -bandet och kombinerar fyra teleskopstrålar. Dess högre upplösning gör det möjligt för astronomerna att få interferometriska bilder av astronomiska objekt med ännu större precision och över ett större våglängdsområde.

Enligt Damineli, de kan lyckas spåra Eta Carinaes sekundära stjärna från punkt till punkt längs dess 5,5-åriga omloppsbana och planera dess ellips.

"När vi har gjort det kommer vi äntligen att kunna" väga "den sekundära stjärnan. Massa är en stjärnas mest grundläggande parameter, " han sa.