Artystyczny obraz układu podwójnego czerwonego olbrzyma i młodszego towarzysza, który może się połączyć, tworząc niebieskiego nadolbrzyma. Źródło: Casey Reed, NASA
Niebieskie nadolbrzymy typu B to bardzo jasne, masywne gwiazdy, które przeciwstawiają się tradycyjnym oczekiwaniom, często pojawiając się pomimo ich teoretycznie krótkiej fazy ewolucyjnej. Niedawne badania dostarczają nowych spostrzeżeń, pokazując, że wiele niebieskich nadolbrzymów powstaje prawdopodobnie w wyniku połączenia masywnych układów podwójnych. Połączenia te wyjaśniają obecność gwiazd w „luce ewolucyjnej” i ich unikalne właściwości powierzchni, co sugeruje poważną rewizję w zrozumieniu ich cyklu życia i wpływu na powstawanie galaktyk.
Niebieskie nadolbrzymy typu B to wyjątkowo jasne i gorące gwiazdy, charakteryzujące się jasnością co najmniej 10 000 razy większą od Słońca i temperaturami od 2 do 5 razy wyższymi. Uważa się, że gwiazdy te, posiadające masy od 16 do 40 mas Słońca, istnieją podczas krótkiej i szybkiej fazy ewolucji gwiazd, co teoretycznie czyni je rzadkimi. Dlaczego więc obserwujemy ich tak wiele?
Ważną wskazówką dotyczącą ich pochodzenia jest fakt, że większość niebieskich nadolbrzymów jest pojedyncza, to znaczy nie ma wykrywalnego towarzysza związanego grawitacyjnie. Jednak obserwuje się, że większość młodych masywnych gwiazd rodzi się w układach podwójnych z towarzyszami. Dlaczego niebieskie nadolbrzymy są pojedyncze? Odpowiedź: masywne układy podwójne gwiazd „łączą się” i tworzą niebieskie nadolbrzymy.
W pionierskim badaniu prowadzonym przez badaczkę IAC Athirę Menon międzynarodowy zespół astrofizyków obliczeniowych i obserwacyjnych przeprowadził symulację szczegółowych modeli łączenia się gwiazd i przeanalizował próbkę 59 wczesnych niebieskich nadolbrzymów typu B w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce satelitarnej Układu Słonecznego droga Mleczna.
„Symulowaliśmy łączenie się wyewoluowanych gigantycznych gwiazd z ich mniejszymi gwiezdnymi towarzyszami w szerokim zakresie parametrów, biorąc pod uwagę interakcję i mieszanie się dwóch gwiazd podczas łączenia. Nowo narodzone gwiazdy żyją jako niebieskie nadolbrzymy przez drugą najdłuższą fazę życia gwiazdy, kiedy spala ona hel w swoim jądrze” – wyjaśnia Menon.
Wyjaśnienie anomalii ewolucyjnych
Według Artemio Herrero, badacza IAC i współautora artykułu, „uzyskane wyniki wyjaśniają, dlaczego niebieskie nadolbrzymy znajdują się w tak zwanej „luce ewolucyjnej” od klasycznej fizyki gwiazd, w fazie ich ewolucji, w której nie spodziewalibyśmy się znajdź gwiazdy.”
Ale czy takie fuzje mogą również wyjaśniać zmierzone właściwości niebieskich nadolbrzymów? „Co ciekawe, odkryliśmy, że gwiazdy powstałe w wyniku takich połączeń z większym powodzeniem odtwarzają skład powierzchni, w szczególności wzmocnienie azotem i helem, dużej części próbki niż konwencjonalne modele gwiazd. Oznacza to, że fuzje mogą być dominującym kanałem powstawania niebieskich nadolbrzymów” – mówi Danny Lennon, badacz z IAC, który również brał udział w badaniu.
Badanie to stanowi duży krok w kierunku rozwiązania starego problemu powstawania niebieskich nadolbrzymów i wskazuje na ważną rolę łączenia się gwiazd w morfologii galaktyk i ich populacji gwiazd. W następnej części badania spróbujemy zbadać, w jaki sposób te niebieskie nadolbrzymy eksplodują i przyczyniają się do powstania… czarna dziura–gwiazda neutronowa krajobraz.
Odniesienie: „Dowody na ewolucję gwiazdowych połączeń binarnych w obserwowanych niebieskich nadolbrzymach typu B” autorstwa Athira Menon, Andrea Ercolino, Miguel A. Urbaneja, Daniel J. Lennon, Artemio Herrero, Ryosuke Hirai, Norbert Langer, Abel Schootemeijer, Emmanouil Chatzopoulos, Juhan Frank i Sagiv Shiber, 8 marca 2024 r., The Listy do dzienników astrofizycznych.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad2074
