Raksasa biru menyeramkan dapat mengungkap rahasia evolusi bintang

Terjemahan sebuah artikel oleh Paul Sutter yang diterbitkan di Universe Today



Bayangkan sebuah bintang jutaan kali lebih terang daripada matahari, yang setiap beberapa dekade memancarkan kilatan yang kuat, sebanding dengan kecerahannya dengan ledakan supernova. Dan untuk semua dahsyatnya ledakan seperti itu, mereka tidak menghancurkan bintang kita yang bermasalah. Bintang itu terus menjalani kehidupannya sendiri, permukaannya berdetak kencang, sumbernya adalah lapisan dalam. Segera, sebuah ledakan besar akan mengakhiri penderitaan bintang itu, tetapi sampai saat itu, selama seribu tahun lagi, dia harus menanggung keberadaan seperti itu.

Kita berbicara tentang bintang variabel biru cerah yang langka, yang dapat berisi petunjuk untuk memahami hubungan antara kehidupan bintang dan kematiannya.

Periode biru

Bintang variabel biru terang (LBV) adalah objek yang sangat langka. Pada saat ini, para astronom tahu tentang keberadaan hanya sekitar 20 (ini tidak akurat) benda-benda tersebut, dan diyakini bahwa di galaksi kita ada maksimum beberapa ratus. Karena fakta bahwa mereka sangat langka, kami tidak memahaminya dengan baik. Karena fakta bahwa kita tidak memahaminya dengan baik, sulit untuk menggambarkannya.


Nebula Homunculus terbentuk setelah ledakan besar LBV Eta Carinae. Jon Morse (Universitas Colorado) & Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA

Inilah yang kita ketahui:

• Ini adalah bintang besar. Sangat besar Yang terkecil dari mereka dapat dibandingkan secara massal dengan sepuluh matahari kita, dan yang terbesar - dengan ratusan. Tetapi bahkan yang terkecil dari mereka di masa muda mereka jauh, jauh lebih besar, dan menurun ke ukuran yang kita lihat sekarang, setelah serangkaian ledakan mengerikan yang meniup atmosfer mereka sendiri ke luar angkasa.
• Ini adalah bintang yang terang. Luminositas mereka melebihi matahari sebanyak 250.000 kali dan dapat mencapai nilai yang melebihi luminositas matahari sebanyak 3 juta kali. Jadi suhu permukaan mereka harus dari 10.000 K hingga 25.000 K, yang beberapa kali lebih panas daripada matahari.
• Kelangkaan bintang-bintang seperti itu mungkin karena kerapuhannya. Banyak bintang biasa yang paling masif, dan mungkin bintang besar * semua, melewati fase LBV. Itu menjelang akhir hidup mereka, tepat sebelum mereka berubah menjadi supernova, dalam waktu kurang dari seratus ribu tahun mereka melewati tahap LBV. Ini adalah waktu yang sangat singkat sehingga dalam galaksi sedang hanya beberapa ratus objek yang dapat ada pada suatu waktu.
• Mereka spontan, keras dan tidak stabil. Salah satu bintang LBV pertama yang ditemukan, Eta Carinae, adalah objek paling terang kedua di langit ... hanya tiga hari pada bulan Maret 1843. Dia tidak lagi terlihat dengan mata telanjang.

Dan inilah yang tidak kita ketahui tentang mereka:

Yang lainnya.

Lakukan pemanasan sebelum final

Mungkin misteri paling penting dari bintang-bintang LBV terletak pada ketidakstabilan jahat mereka. Apa yang sebenarnya menyebabkan jarang, tetapi skala fantastis? Meskipun sulit untuk segera menjawab pertanyaan ini (orang harus berpikir, karena bintang-bintang ini adalah sistem fisik yang sangat kompleks), para ilmuwan percaya bahwa solusinya terletak pada hubungan kompleks antara lapisan luar dan dalam dari bintang-bintang tersebut.

Bintang LBV menderita bentuk sindrom iritasi usus paling parah yang bisa dibayangkan. Isi perut mereka terus-menerus berubah oleh aliran konveksi kolosal, yang mengangkut materi panas dari inti ke permukaan, dan didinginkan - dari permukaan ke inti. Ini adalah proses yang sepenuhnya normal untuk bintang-bintang biasa, tetapi di sini bintang-bintang LBV cukup mendobrak bar - aliran konveksi secara aktif mendorong gumpalan lapisan luar yang jauh lebih tinggi dan lebih jauh dari biasanya.

Setelah berpisah sedikit karena konveksi dari tubuh bintang panas, lapisan luar akhirnya bisa sedikit dingin. Ini meningkatkan kerapatan mereka, yang pada gilirannya menghalangi cahaya bintang yang datang dari bawah. Radiasi mendorong (seperti layar matahari, hanya beberapa kali lebih serius) lapisan luar yang kental ini, benar-benar memisahkannya dari bintang, dan menyertai semua ini dengan kilatan cahaya yang kuat dan emisi materi.

Masih banyak yang perlu diklarifikasi dan dijawab satu pertanyaan penting: tahap LBV dari bintang masif, disertai dengan kejang kejam, bukan pertanda tahap evolusi bintang yang lebih gila yang dikenal sebagai fase Wolf-Rayet, atau segera setelah LBV supernova terjadi?

Kerabat Giants

Jika kita memiliki beberapa ratus ribu tahun untuk mengamati kehidupan dan kematian bintang-bintang seperti itu, pertanyaan ini dapat dengan mudah dijawab. Tapi kami tidak punya waktu seperti itu, jadi menemukan jawaban akan sulit.

Salah satu kunci petunjuk itu terletak pada kekerabatan antara bintang-bintang raksasa. Jika perjalanan kehidupan bintang-bintang paling masif di Semesta terlihat seperti ini - “variabel raksasa / biru terang / Wolf-Raye / broads”, ditambah setiap tahapannya relatif singkat, maka kita harus mengamati semua tahapan ini dalam lingkungan bintang kita. Bintang-bintang besar dilahirkan bersama, menjadi tua bersama dan mati bersama.

Tetapi jika LBV membintangi sendiri dan pergi ke "babah" terakhir jalur yang terpisah, maka mereka harus berbeda dari kerabat mereka - bintang Wolf-Rayet. Secara kiasan, mereka akan menetap di panti jompo terpisah di sisi lain kota.

Tempat terbaik untuk mencari ikatan keluarga seperti itu adalah Awan Magellan Besar, karena merupakan objek yang relatif terisolasi di langit malam.

Studi tentang massiveness bintang LBV telah dilakukan dengan berbagai keberhasilan selama beberapa tahun terakhir, sementara para ilmuwan berusaha untuk mencapai definisi terpadu dari konsep "massiveness" dan "LBV".

Sebuah studi baru-baru ini diterima untuk diterbitkan dalam Jurnal Astrofisika mengklarifikasi deskripsi "standar" (sebanyak mungkin dalam kasus seperti itu) LBV: ini adalah salah satu dari banyak tahap mengerikan dalam kehidupan bintang-bintang masif sebelum mereka mati. Ini berarti bahwa jika kita memahami bagaimana bintang-bintang LBV diatur, kita akan mengetahui bagaimana bintang raksasa mati.