Komunikat prasowy

Obraz układu Eta Carinae w najwyższej rozdzielczości

Interferometr VLTI uchwycił wiatry szalejące w słynnym masywnym systemie gwiazdowym

19 października 2016

Międzynarodowy zespół astronomów użył interferometru VLTI do zobrazowania systemu gwiazdowego Eta Carinae w najdokładniejszych jak dotąd szczegółach. Okazało się, że w systemie podwójnym są nowe, nieoczekiwane struktury, w tym w obszarze pomiędzy obydwoma gwiazdami, w którym zderzają się wiatry gwiazdowe o niezwykle dużych prędkościach. Nowy widok na ten zagadkowy system gwiazdowy może doprowadzić do lepszego zrozumienia ewolucji bardzo masywnych gwiazd.

Zespół astronomów, którym kierował Gerd Weigelt z Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) w Bonn, użył interferometru Very Large Telescope Interferometer (VLTI) w Obserwatorium Paranal (należącym do ESO) do uzyskania unikatowego obrazu systemu gwiazdowego Eta Carinae w Mgławicy Carina.

Ten kolosalny układ podwójny zawiera dwie masywne gwiazdy okrążające się nawzajem i jest bardzo aktywny, generując wiatry gwiazdowe, które podróżują z prędkościami do dziesięciu milionów kilometrów na godzinę [1]. Strefa pomiędzy gwiazdami, w której wiatry się zderzają, jest bardzo turbulentna, ale do tej pory nie można jej było badać.

Moc pary gwiazd Eta Carinae tworzy bardzo dramatyczne zjawisko. W tym systemie w latach 1830-tych astronomowie obserwowali „Wielką erupcję”. Obecnie wiemy, że była spowodowano przez większą z gwiazd wyrzucająca olbrzymie ilości gazu i pyłu w krótkim czasie, co doprowadziło do charakterystycznych płatów, zwanych Mgławicą Homunculus, którą aktualnie widzimy w systemie. Połączony efekt dwóch wiatrów gwiazdowych, gdy zderzają się ze sobą z olbrzymimi prędkościami, wytwarza temperatury milionów stopni i intensywny zalew promieniowania rentgenowskiego.

Centralny obszar, w którym wiatry się zderzają, jest na tyle mały – tysiąc razy mniejszy niż Mgławica Homunculus – że teleskopy naziemne i kosmiczne nie były w stanie do tej pory uzyskać jego dokładnych zdjęć. Naukowcy skorzystali ze świetnej zdolności rozdzielczej instrumentu AMBER na VLTI do zajrzenia po raz pierwszy w tej rejon. Sprytna kombinacja — interferometr — trzech z czterech Teleskopów Pomocniczych w ramach VLT, doprowadziła do dziesięciokrotnego zwiększenia zdolności rozdzielczej w porównaniu do pojedynczego Teleskopu Głównego VLT. Dało to najostrzejszy obraz systemu i ukazało nieoczekiwane wyniki dotyczące jego struktury wewnętrznej.

Nowy obraz VLTI wyraźnie pokazuje strukturę, która istnieje pomiędzy dwoma gwiazdami Eta Carinae. Zaobserwowano nieoczekiwaną strukturę w kształcie wachlarza, w miejscu, w którym szalejący wiatr od mniejszej, gorętszej gwiazdy, zderza się z gęstszym wiatrem od większego składnika pary.

„Nasze marzenia stały się rzeczywistością, ponieważ możemy teraz otrzymywać niesamowicie ostre obrazy w podczerwieni. VLTI dostarcza unikatowej możliwości polepszenia naszego zrozumienia Eta Carinae i wielu innych kluczowych obiektów” mówi Gerd Weigelt.

Oprócz obrazowania, obserwacje spektroskopowe strefy kolizji umożliwiły zmierzenie prędkości wiatrów gwiazdowych [2]. Korzystając z tych prędkości, zespół astronomów był w stanie stworzyć bardziej trafny model komputerowy wewnętrznej struktury tego fascynującego systemu gwiezdnego, co pomoże polepszyć zrozumienie w jaki sposób tego typu ekstremalnie masywne gwiazdy tracą masę w trakcie swojej ewolucji.

Inny członek zespołu, Dieter Schertl (MPIfR), patrzy w przyszłość: „Nowe instrumenty VLTI, takie jak GRAVITY i MATISSE, pozwolą nam uzyskać obrazy interferometryczne o jeszcze większej precyzji i w szerszym zakresie długości fali. Szerszy zakres jest potrzebny do wywnioskowania własności fizycznych wielu obiektów astronomicznych.”

Uwagi

[1] Obie gwiazdy są tak masywne i jasne, że promieniowanie, które wytwarzają, zdziera ich powierzchnie i unosi je w przestrzeń kosmiczną. To pozbywanie się gwiezdnej materii zwane jest „wiatrem gwiazdowym”, który może przemieszczać się z prędkościami milionów kilometrów na godzinę.

[2] Pomiary zostały wykonane dzięki efektowi Dopplera. Astronomowie używają efektu Dopplera (zwanego też przesunięciem Dopplera) do dokładnego obliczenia jak szybko gwiazdy i inne obiekty astronomiczne poruszają się w stronę Ziemi lub oddalają się. Ruch obiektu do nas lub od nas powoduje niewielkie przesunięcie linii widmowych. Z tego przesunięcia można wyznaczyć prędkość ruchu.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule, który ukaże się w Astronomy and Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: G. Weigelt (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Niemcy), K.-H. Hofmann (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Niemcy), D. Schertl (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Niemcy), N. Clementel (South African Astronomical Observatory, RPA) , M.F. Corcoran (Goddard Space Flight Center, USA; Universities Space Research Association, USA), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brazylia ), W.-J. de Wit (European Southern Observatory, Chile), R. Grellmann (Universität zu Köln, Niemcy), J. Groh (The University of Dublin, Irlandia), S. Guieu (European Southern Observatory, Chile), T. Gull (Goddard Space Flight Center, USA), M. Heininger (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Niemcy) , D.J. Hillier (University of Pittsburgh, USA), C.A. Hummel (European Southern Observatory, Niemcy), S. Kraus (University of Exeter, Wielka Brytania), T. Madura (Goddard Space Flight Center, USA), A. Mehner (European Southern Observatory, Chile), A. Mérand (European Southern Observatory, Chile), F. Millour (Université de Nice Sophia Antipolis, Francja), A.F.J. Moffat (Université de Montréal, Kanada), K. Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Chile), F. Patru (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Włochy), R.G. Petrov (Université de Nice Sophia Antipolis, Francja), S. Rengaswamy (Indian Institute of Astrophysics, Indie) , N.D. Richardson (The University of Toledo, USA), T. Rivinius (European Southern Observatory, Chile), M. Schöller (European Southern Observatory, Niemcy), M. Teodoro (Goddard Space Flight Center, USA) oraz M. Wittkowski (European Southern Observatory, Niemcy)

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT
• Model 3D mgławicy Homunculus
• Symulacje Eta Carinae

Kontakt

Gerd Weigelt
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel.: +49 228 525 243
E-mail: weigelt@mpifr-bonn.mpg.de

Dieter Schertl
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel.: +49 228 525 301
E-mail: ds@mpifr-bonn.mpg.de

Norbert Junkes
Public Information Officer, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel.: +49 228 525 399
E-mail: njunkes@mpifr-bonn.mpg.de

Mathias Jäger
Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 176 62397500
E-mail: mjaeger@partner.eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych