Ensam superstjärna upptäcks av ESO:s jätteteleskop VLT

Ett internationellt forskarteam av astronomer [1] har använt ESO:s jätteteleskop VLT för att detaljstudera stjärnan VFTS 682 [2] i Stora magellanska molnet, en mindre galax som är granne med Vintergatan. Genom att analysera ljuset från stjärnan med instrumentet FLAMES på VLT så har de upptäckt att stjärnans massa är ungefär 150 gånger solens. Liknande stjärnor har än så länge bara upptäckts i stjärnhopars tätbefolkade centrum, men VFTS 682 är ensam.

Joachim Bestenlehner är huvudförfattare till den nya forskningsrapporten och är forskarstudent vid Armagh-observatoriet i Nordirland.

— Vi blev mycket överraskade över att hitta en så massiv stjärna helt ensam, utan en stor stjärnhop runt omkring. Stjärnans ursprung är ett mysterium, säger han.  

Stjärnan upptäcktes först i en kartläggning av de mest ljusstarka stjärnorna i och i närheten av Tarantelnebulosan i Stora magellanska molnet. Den ligger i en väldig region fylld av gas, stoft och unga stjärnor — en stjärnornas barnkammare. Detta område är en av de mest aktiva stjärnbildningsregionerna i Lokala galaxhopen [3]. Vid första anblicken trodde man att VFTS 682 var het, ung och ljusstark, men i övrigt oansenlig. Men den nya studien gjord med VLT visar att stora delar av den strålning stjärnan sänder ut absorberas och sprids av stoftmoln innan den når jorden. Detta gör att stjärnan är mer ljusstark än vad man tidigare trott, den är faktiskt en av de ljusstarkaste stjärnor som någonsin observerats.

Det röda och infraröda ljus som stjärnan utstrålar kan ta sig igenom stoftet, men det mer kortvågiga blåa och gröna ljuset sprids mer av stoftet och går förlorat på vägen. På grund av detta ser stjärnan rödaktig ut. Hade inte stoftmolnen varit i vägen så hade stjärnan lyst klart i blåvitt.

Förutom att vara mycket ljusstark så är VFTS 682 även mycket het och har en yttemperatur på runt 50 000 grader [4]. Stjärnor med dessa ovanliga egenskaper kanske slutar sina liv som så kallade långa gammablixtar [5] — universums ljusstarkaste explosioner — inte bara genom att bli supernovor, vilket annars är det normala ödet för massiva stjärnor.   

När stjärnor med dessa ovanliga egenskaper slutar sina liv är resultatet inte bara supernovor, vilket annars är det normala ödet för massiva stjärnor. De kan dessutom ge upphov till så kallade långa gammablixtar [5], universums ljusstarkaste explosioner.

Även om VFTS 682 verkar vara ensam just nu så befinner den sig inte så långt ifrån den tätbefolkade stjärnhopen RMC 136 (som också kallas R 136). Denna hop innehåller flera liknande “superstjärnor” (eso1030) [6].

Paco Najarro, verksam vid Centrum för astrobiologi vid INTA-CSIC i Spanien, är en annan av forskarna i teamet.

— De här nya resultaten visar att VFTS 682 är nästan identisk med en av de ljusstarkaste superstjärnorna i hjärtat av stjärnhopen R 136, säger han.

Är det möjligt att VFTS 682 föddes i hopen men sedan stöttes ut? Man vet att den typen av “förrymda stjärnor” finns, men de man känner till är mycket mindre än VFTS 682. En intressant fråga är hur en så pass tung stjärna skulle kunna bli utkastad från hopen av andra stjärnors gravitationella påverkan.

Jorick Vink är en annan av forskarna i teamet.

— Det verkar vara enklare att bilda de största och ljusstarkaste stjärnorna inuti tätbefolkade stjärnhopar. Det är svårt att förstå hur en sån här strålande fyrbåk skulle kunnat ha bildats på egen hand, även om det också är en möjlig förklaring. Detta gör VFTS 682 till ett riktigt fascinerande objekt, tillägger han.

[1] Arbetet med att analysera data för VFTS 682 leddes av Jorick Vink, Götz Gräfener och Joachim Bestenlehner från Armagh-observatoriet.

[2] Namnet VFTS är en förkortning av “VLT-FLAMES Tarantula Survey”, ett så kallat Stort ESO-program (ESO Large Programme) som leds av Christopher Evans vid UK Astronomy Technology Centre i Edinburgh, Storbritannien.
   
[3] Lokala galaxhopen är en mindre grupp av galaxer som inkluderar Vintergatan och Andromedagalaxen, samt de magellanska molnen och många fler mindre galaxer.

[4] Jämförelsevis så är solens yttemperatur ungefär 5500 grader Celsius.

[5] Gammablixtar är bland universums mest energirika händelser. Den högenergistrålning de producerar kan detekteras av rymdteleskop i omloppsbana runt jorden. Gammablixtar som varar längre än två sekunder kallas för långa blixtar och de som varar kortare för korta. Långa gammablixtar är kopplade till supernovaexplosioner av massiva, unga stjärnor i stjärnbildande galaxer. Hur de korta gammablixtarna uppstår är mer osäkert, men de tros ha sitt ursprung i sammanslagningen av två kompakta objekt, som neutronstjärnor.  

[6] Om VFTS 682 befinner sig på samma avstånd från jorden som R 136 så ligger den ungefär 90 ljusår från hopens mitt. Om stjärnan inte befinner sig på samma avstånd som R 136 så kan avståndet mellan dem vara betydligt större.  

• Forskningsartikeln
• Foton av VLT