Przejdź do treści

Gwiazdy otulone żelaznym pyłem

img

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 1 a 8 mas Słońca ewoluują wzdłuż asymptotycznej gałęzi olbrzymów (AGB), zanim skończą swoje życie jako białe karły. To w tej szybkiej, lecz kluczowej fazie, kiedy gwiazdy rozszerzają się do ogromnych rozmiarów i ochładzają, tracą znaczną część swojej masy z powodu silnych wiatrów gwiazdowych. Niska temperatura i duża gęstość wiatrów stwarzają idealne warunki dla zagęszczenia 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 składnikiem do tworzenia nowych gwiazd oraz planet. Dlatego charakterystyka rodzaju pyłu oraz ilość wytwarzanego pyłu przez te olbrzymie gwiazdy jest bardzo interesująca dla astronomów.

Czasopismo The Astrophysical Journal Letters opublikowało opracowanie, które zawiera odpowiedzi na zagadki szczególnej grupy masywnych gwiazd AGB znajdujących się w Wielkim Obłoku Magellana. Porównując obserwacje w podczerwieni z wykorzystaniem teleskopu Spitzera z teoretycznymi modelami opracowanymi przez grupę naukowców, okazuje się, że gwiazdy te mają masy około 5 mas Słońca, powstały około 100 mln lat temu i są ubogie w metale (takie jak żelazo, magnez i krzem). 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 było wiadomo, 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 jest podstawowym składnikiem, który daje szczególne warunki pozwalające na tworzenie dużych ilości pyłu żelaznego. W rzeczywistości, w metalicznie ubogich środowiskach złożona nukleosynteza w masywnych gwiazdach AGB 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.