Denna bildsekvens visar en konstnärs uppfattning om den expanderande vågvågen från Eta Carinaes utbrott 1843. Den första bilden visar stjärnan som den kan ha uppstått före utbrottet, som en hetblå supergigantstjärna omgiven av ett äldre gasskal som matades ut i ett tidigare utbrott cirka 1, 000 år sedan. Sedan 1843, Eta Carinae drabbades av ett explosivt jätteutbrott, som skapade den välkända tvåflikiga "Homunculus" nebulosan, plus en snabb chockvåg som porpagerar inför Homunculus. Nya bevis för detta snabba material rapporteras här. Som tidsförfaranden, både den snabbare chockvågen och den tätare Homunculus -nebulosan expanderar och fyller det inre av det gamla skalet. Så småningom, vi ser att den snabbare sprängningsvågen börjar komma ikapp och ta om delar av det äldre skalet, producerar en ljus fyrverkeri som värmer det äldre skalet. Kredit:Gemini Observatory
Tänk dig att resa till månen på bara 20 sekunder! Det är hur snabbt material från ett 170 år gammalt stjärnutbrott sprang bort från det instabila, eruptiv, och extremt massiv stjärna Eta Carinae.
Astronomer drar slutsatsen att detta är den snabbaste jettisonerade gasen någonsin mätt från ett stjärnutbrott som inte resulterade i fullständig förintelse av stjärnan.
Sprängningen, från den mest lysande stjärnan som är känd i vår galax, släppte ut nästan lika mycket energi som en typisk supernovaexplosion som skulle ha lämnat efter sig ett stjärnmassa. Dock, i detta fall fanns ett dubbelstjärnigt system kvar och spelade en kritisk roll under de omständigheter som ledde till den kolossala sprängningen.
Under de senaste sju åren har ett team av astronomer under ledning av Nathan Smith, vid University of Arizona, och Armin Rest, av Space Telescope Science Institute, bestämde omfattningen av denna extrema stjärnblästring genom att observera ljusekon från Eta Carinae och dess omgivning.
Ljusekon uppstår när ljuset från starkt, kortlivade händelser reflekteras av dammmoln, som fungerar som avlägsna speglar som leder ljus i vår riktning. Som ett ljudeko, ankomsten av det reflekterade ljuset har en tidsfördröjning efter den ursprungliga händelsen på grund av ljusets slutliga hastighet. När det gäller Eta Carinae, den ljusa händelsen var ett stort utbrott av stjärnan som drev ut en enorm massa tillbaka i mitten av 1800-talet under det som kallas "Stora utbrottet". Den fördröjda signalen från dessa ljusekon tillät astronomer att avkoda ljuset från utbrottet med moderna astronomiska teleskop och instrument, även om det ursprungliga utbrottet sågs från jorden tillbaka i mitten av 1800-talet. Det var en tid innan moderna verktyg som den astronomiska spektrografen uppfanns.
"Ett ljuseko är det näst bästa med tidsresor, "Smith sa." Det är därför ljusekon är så vackra. De ger oss en chans att avslöja mysterierna om ett sällsynt stjärnutbrott som bevittnades för 170 år sedan, men använder våra moderna teleskop och kameror. Vi kan också jämföra den informationen om själva händelsen med den 170 år gamla kvarvarande nebulosan som kastades ut. Detta var en häftig stjärnexplosion från en mycket sällsynt monsterstjärna, liknande har inte hänt sedan i vår Vintergatan. "
Den stora utbrottet främjade tillfälligt Eta Carinae till den näst ljusaste stjärnan som syns på vår natthimmel, strålar kraftigt över energiproduktionen varannan stjärna i Vintergatan, varefter stjärnan bleknade av synlighet med blotta ögat. Utbrottet utvisade material (cirka 10 gånger mer än massan av vår sol) som också bildade det ljusa glödande gasmolnet som kallas Homunculus. Denna hantelformade rest är synlig som omger stjärnan från ett stort stjärnbildande område. Den utbrottande resten kan till och med ses i små amatörteleskop från jordens södra halvklot och ekvatorialregioner, men syns bäst på bilder som erhållits med rymdteleskopet Hubble.
Teamet använde instrument på 8-meters Gemini South-teleskopet, Cerro Tololo Inter-American Observatory 4-meters Blanco-teleskop, och Magellan -teleskopet vid Las Campanas -observatoriet för att avkoda ljuset från dessa ljusekon och förstå expansionshastigheterna i den historiska explosionen. "Gemini -spektroskopi hjälpte till att fastställa de aldrig tidigare skådade hastigheterna vi observerade i denna gas, som klockade in mellan cirka 10, 000 till 20, 000 kilometer per sekund, "enligt Rest. Forskargruppen, Gemini Observatory, och Blanco -teleskopet stöds alla av U.S.National Science Foundation (NSF).
"Vi ser dessa riktigt höga hastigheter hela tiden i supernova -explosioner där stjärnan utplånas." Smith noterar. Dock, i detta fall överlevde stjärnan, och förklarar det som ledde forskarna in på nytt territorium. "Något måste ha dumpat mycket energi i stjärnan på kort tid, "sa Smith. Materialet som utvisas av Eta Carinae reser upp till 20 gånger snabbare än förväntat för typiska vindar från en massiv stjärna så, enligt Smith och hans medarbetare, att ta hjälp av två partnerstjärnor kan förklara det extrema utflödet.
Forskarna föreslår att det enklaste sättet att samtidigt förklara ett brett spektrum av observerade fakta kring utbrottet och det kvarvarande stjärnsystemet som ses idag är med en interaktion mellan tre stjärnor, inklusive en dramatisk händelse där två av de tre stjärnorna gick samman till en monsterstjärna. Om så är fallet, då måste dagens binära system ha startat som ett trippelsystem, med en av de två stjärnorna som är den som svalde sitt syskon.
"Att förstå dynamiken och miljön kring de största stjärnorna i vår galax är ett av de svåraste områdena inom astronomi, "sade Richard Green, Direktör för avdelningen för astronomiska vetenskaper vid NSF, den stora finansieringsbyrån för Gemini. "Mycket massiva stjärnor lever korta liv jämfört med stjärnor som vår sol, men det är dock statistiskt osannolikt att fånga en i ett stort evolutionärt steg. Det är därför ett fall som Eta Carinae är så kritiskt, och varför NSF stöder denna typ av forskning. "
Chris Smith, Uppdragschef vid AURA -observatoriet i Chile och även en del av forskargruppen lägger till ett historiskt perspektiv. "Jag är glad att vi kan se ljus ekon som kommer från en händelse som John Herschel observerade i mitten av 1800 -talet från Sydafrika, "sa han." Nu, över 150 år senare kan vi se tillbaka i tiden, tack vare dessa ljusekon, och avslöja hemligheterna för denna supernova wannabe med hjälp av den moderna instrumenten på Gemini för att analysera ljuset på sätt som Hershel inte ens kunde föreställa sig! "
Eta Carinae är en instabil typ av stjärna känd som en Luminous Blue Variable (LBV), ligger cirka 7, 500 ljusår från jorden i en ung stjärna som bildar nebulosa i den södra stjärnbilden Carinae. Stjärnan är en av de ljusaste i vår galax och lyser cirka fem miljoner gånger ljusare än vår sol med en massa som är hundra gånger större. Stjärnor som Eta Carinae har de största massförlustfrekvensen innan de genomgår supernova-explosioner, men mängden utvisad massa under Eta Carinaes 1800 -tals stora utbrott överstiger alla andra kända.
Eta Carinae kommer sannolikt att genomgå en sann supernovaexplosion någon gång inom de närmaste halva miljoner åren, men kanske mycket tidigare. Vissa typer av supernovor har setts att uppleva utbrott som Eta Carinae på bara några år eller decennier före deras sista explosion, så vissa astronomer spekulerar i att Eta Carinae kan blåsa förr snarare än senare.
Gemini Observations använde Gemini Multi-Object Spectrograph på Gemini South-teleskopet i Chile och använde en kraftfull teknik som kallas Nod and Shuffle som möjliggör kraftigt förbättrade spektroskopiska mätningar av extremt svaga källor genom att minska de kontaminerande effekterna av natthimlen. De nya resultaten presenteras i två artiklar som accepteras för publicering i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .
