En astronomisk upptäckt kastar nytt ljus över ett utsökt format stjärnsystem i vår egen Vintergatans galax, med två Wolf-Rayet-stjärnor. Dessa stjärnor är kortlivade och följaktligen mycket sällsynta, med bara några hundra bekräftade bland vår galaxs hundra miljarder stjärnor eller så.

Forskning publicerad av vårt team i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society erbjuder en närmare titt på inte en, men två Wolf-Rayet-stjärnor, i ett binärt stjärnsystem som heter Apep, cirka 8000 ljusår från jorden.

Wolf-Rayets är ofta mer än 20 gånger massan av vår sol. De är grymt varma, ljusstarka och kan sända ut mer strålning än en miljon normala stjärnor. Faktiskt, de är så lysande att de flyger sönder under sin egen bländning – avger enorma mängder massa genom intensiva stjärnvindar och driver element som helium, syre och kol ut i rymden.

Apep, uppkallad efter den ormliga egyptiska kaosguden, tillkännagavs för första gången av mitt team 2018. Med de nya rönen från en artikel ledd av nyligen utexaminerad University of Sydney från min grupp, Yinuo Han, vi kastade allt vi hade på den till synes oförklarliga fysiken som drev denna exotiska påfågel i stjärnriket.

Apeps dans fångas på kamera

Att hitta någon Wolf-Rayet-stjärna är en händelse på en miljard, endast möjligt eftersom deras extrema egenskaper fungerar som en fyr som är synlig över galaxen. I Apep, vi hittar ett par av dessa sällsynta stjärnor inbäddade i en omloppsbana, det enda exemplet på en binär Wolf-Rayet som någonsin verifierats.

Deras våldsamma strålning driver stjärnans yttre lager ut i rymden, där materialet, speciellt kolet, kan svalna och kondensera till en plym av korn—bildar en bokstavlig pelare av stjärndamm.

När det gäller dubbelstjärnan Apep, dock, när de två stjärnorna kretsar runt varandra, detta damm blir vridet och skulpterat till en stor glödande sotig svans. Både den geometriska formen och rörelsen av detta stoft kodar för fysiken i stjärnans bana, samt vindhastigheten.

Med hjälp av högupplösta bildtekniker, vi avslöjade formen på den glödande plymen. Genom att återvända till Apep tre år i rad, subtila skillnader kunde ses i dammsvansens rörelse.

Trots det stora avståndet över vilket vi observerade systemet, den otroliga kraften hos moderna teleskop och bildteknik gjorde att vi kunde fånga Apeps dans.

En potentiell första för vår Vintergatan?

Genom att analysera dessa data, vi producerade och en modell som matchar Apeps invecklade spiralgeometri i fantastiska detaljer. Men den ökande klarheten i bilderna tjänade bara till att fördubbla den underliggande gåtan som omsluter systemet.

Strömregler som i allmänhet reglerar andra vinddrivna dammplymer, Apeps dammsvans verkade flyta med i sin egen långsamma takt, i öppen trots mot de extrema vindarna som borde driva den. Detta var svårt att förstå, eftersom Wolf-Rayet-vindar är mer än en miljard gånger kraftigare än vår egen solvind.

Efter att ha dubbelkollat ​​för eventuella fel, vi var tvungna att acceptera dammspiralen var, verkligen, expanderar fyra gånger långsammare än de uppmätta stjärnvindarna. Och så, vi konfronterades med något ovanligt i andra Wolf-Rayet dubbelstjärnsystem; något som kräver ny fysik för att förstå.

Den enda förklaringen som återstod var att Apeps plym på något sätt var skyddad inom sin egen, mildare vind. Denna tvåhastighetsmodell av vind är teoretiskt möjlig om stjärnan som skjuter upp vinden har en speciell egenskap:snabb rotation.

Om den snurrar väldigt fort på sin axel, det är möjligt att detta kan starta en långsam vind i en riktning, säg runt ekvatorn, samtidigt som en snabb vind upprätthålls närmare polerna.

Detta öppnar dörren till ett rike av fascinerande fysik som bara har skymtats av astronomer tidigare.

Bränn ljust, leva snabbt, dö ung

Wolf-Rayet stjärnor är, per definition, i slutet av sin livscykel. Om kanske bara några tiotusentals år – ingen vet exakt när – är de avsedda att explodera som supernova, frigör en titanisk mängd energi och materia i galaxen och lämnar kvar ett svart hål eller neutronstjärna.

Det är här den kritiska frågan om stjärnans snabba rotation kommer i centrum. En normal supernova har få effekter och konsekvenser bortom sitt omedelbara stjärnområde. Men när föregångaren är en snabb rotator, detta kan leda fysiken till en helt annan domän:den för en gammastrålning.

Här, utbrott av rå raseri bryter ut från rotationspolerna med ett sådant våld att de syns rent över hela det observerbara universum.

Att vara extremt sällsynt, gammastrålningskurar har aldrig observerats i vår galax. Beräkningar innebär ett direkt slag från en sådan intensiv strålning, även på avsevärt avstånd i galaxens djup, kan få verkliga konsekvenser för livet här på jorden.

Det kan orsaka en rad problem, som ozonnedbrytning och surt regn. Vissa studier hävdar att en sådan strejk kan ha orsakat utrotningshändelsen Ordovicium-Silur i fossilregistret - den näst största (procentuellt sett) av jordens fem stora utrotningshändelser.

Lyckligtvis för oss, i fallet med Apep, vi är definitivt inte i skottlinjen. Om en gammastrålning skulle genereras, den skulle ofarligt peka bort i en riktning bort från jorden.

Om kopplingen till en stamfader för gammastrålning kan fastställas, detta skulle fånga ett svårfångat fenomen som tidigare bara känts till på kosmologiska avstånd. Hur som helst, framtiden för studier av detta system är verkligen ljus.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.