Kolets kosmiska ursprung, en grundläggande byggsten i livet, är fortfarande osäker. Massiva stjärnor spelar en viktig roll i syntesen av alla tunga element, från kol och syre till järn och så vidare. Men även om de flesta massiva stjärnorna föds i flera system, nukleosyntesmodellerna har hittills nästan uteslutande simulerat enstaka stjärnor. Ett internationellt team av astrofysiker har nu beräknat "kolfotavtrycket" för massiva stjärnor som förlorar sitt hölje i ett binärt system.

Dubbelt så mycket

"Jämfört med en enda stjärna, den genomsnittliga massiva stjärnan i ett binärt system producerar dubbelt så mycket kol, " rapporterar Robert Farmer (MPA &UvA), huvudförfattaren till studien. "Tills nyligen, de flesta astrofysiker ignorerade att massiva stjärnor ofta är en del av ett binärt system. Vi undersökte, för första gången, hur att vara binär förändrar elementen de producerar."

De flesta stjärnor, inklusive vår egen stjärna solen, drivs genom att smälta väte till helium. Under sina gyllene år, " efter att ha avslutat cirka 90 % av sitt liv, de börjar omvandla helium till kol och syre. Stjärnor som solen stannar här, men massiva stjärnor kan fortsätta att smälta kol till tyngre grundämnen upp till järn.

Den stora utmaningen

Den stora utmaningen är inte hur man producerar kol, men hur får man bort det från stjärnan, innan den förstörs. I singelstjärnor är detta väldigt svårt. Stjärnor i binära system kan interagera och överföra massa till en följeslagare. Stjärnan som förlorar delar av sin massa utvecklar ett kolrikt lager nära ytan, som kastas ut när stjärnan exploderar som en supernova.

"Det kanske inte är rättvist att skylla binära stjärnor för växthusgaser som orsakar global uppvärmning, säger Selma de Mink skämtsamt, medförfattare till denna studie och chef för den nya stjärnavdelningen vid MPA, "men är det inte häftigt att nypa sig själv i armen och inse att kolet i huden förmodligen skapades i en dubbelstjärna?"

Andra typer av stjärnor

Astronomer undersöker också andra typer av stjärnor som kan producera kol, som till exempel röda jättestjärnor eller explosioner av vita dvärgstjärnor. Men än så länge verkar det som om massiva stjärnor, och enligt denna nya studie i synnerhet binära stjärnor, göra majoriteten av det kosmiska kolet.

"Våra fynd är ett litet men viktigt steg mot att bättre förstå rollen av massiva stjärnor för att producera de grundämnen vi själva är gjorda av, " säger andra författaren Eva Laplace, som snart ska försvara sin doktorsexamen. avhandling om detta ämne vid UvA. "Än så länge har vi bara undersökt en typ av binär interaktion. Det finns många andra möjliga öden för en stjärna född i närheten av en följeslagare - och många andra element att undersöka."

Resultaten som presenteras i denna studie är alltså bara de första i en systematisk undersökning av inverkan av hur en nära följeslagare kommer att påverka de kemiska utbytena av massiva stjärnor.