Naukowcy odkryli grupę gwiazd bardzo ubogich w metale i otoczonych żelaznym pyłem, które znajdują się w Wielkim Obłoku Magellana. W pracy wykorzystano połączenie modeli teoretycznych formowania się pyłu w otoczce okołogwiazdowej z obserwacjami w podczerwieni wykonanymi za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera.
Gwiazdy o masach pomiędzy jedną a ośmioma mas Słońca ewoluują wzdłuż asymptotycznej gałęzi olbrzymów (asymptotic giant branch – AGB; region na diagramie Hertzsprunga–Russella) zanim zakończą życie jako białe karły. To w tej szybkiej, lecz kluczowej fazie, kiedy rozszerzają się do ogromnych rozmiarów i ochładzają, gwiazdy tracą znaczną część swojej masy z powodu silnych wiatrów gwiazdowych. Niska temperatura i duża gęstość wiatrów stwarzają idealne warunki dla zagęszczenia się ziaren pyłu w otoczkach okołogwiazdowych.
Pył wytwarzany przez gwiazdy w ich fazie AGB i wydalany do ośrodka międzygwiezdnego jest ważny dla życia galaktyk, ponieważ jest niezbędnym do tworzenia nowych gwiazd oraz planet. Dlatego charakterystyka rodzaju oraz ilości pyłu wytwarzanego przez te olbrzymie gwiazdy jest bardzo interesująca dla astronomów.
Czasopismo „The Astrophysical Journal Letters” opublikowało opracowanie, które zawiera odpowiedzi na zagadki dotyczące szczególnej grupy masywnych gwiazd AGB znajdujących się w Wielkim Obłoku Magellana. Przy porównaniu wyników obserwacji w podczerwieni z wykorzystaniem teleskopu Spitzera z teoretycznymi modelami opracowanymi przez grupę naukowców okazuje się, że gwiazdy te mają masy około pięciu mas Słońca, powstały około stu milionów lat temu i są ubogie w metale (takie jak żelazo, magnez i krzem). Naukowcy nieoczekiwanie odkryli, że rozkład energii widmowej w podczerwieni można odtworzyć tylko wtedy, gdy pył żelazny jest głównym składnikiem w ich otoczkach okołogwiazdowych. Nie jest to powszechne w przypadku masywnych gwiazd AGB. Wcześniej wiadomo było, że produkują one głównie krzemiany, duże ilości pyłu bogatego w tlen i krzem, a także magnez. Ale to odkrycie jest jeszcze bardziej zaskakujące, jeżeli weźmiemy pod uwagę ubogie w metal środowisko badanych gwiazd.
Po raz pierwszy scharakteryzowaliśmy tę klasę gwiazd o unikalnych właściwościach widmowych. Niska metaliczność tych olbrzymich gwiazd oferuje szczególne warunki pozwalające na tworzenie dużych ilości pyłu żelaznego. W rzeczywistości w ubogich w metale masywnych gwiazdach AGB złożona nukleosynteza jest tak zaawansowana, że spala prawie cały magnez i tlen niezbędne do tworzenia innych rodzajów pyłu, takich jak krzemiany – wyjaśnia Ester Marini, pierwszy autor artykułu. W tych szczególnych warunkach pył żelazny staje się głównym składnikiem pyłu tworzonego przez te gwiazdy. Wynik ten jest ważnym potwierdzeniem teorii pyłu żelaznego w środowisku ubogim w metale – mówi Aníbal García Hernández, współautor pracy.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Stars shrouded in iron dust
Źródło: Instituto de Astrofísica de Canarias
Na zdjęciu: Wielki Obłok Magellana. Źródło: Oprogramowanie Aladin w kolorach Spitzera.
