Πώς τα γιγάντια αστέρια καταλήγουν σε «αδύνατες» τοποθεσίες

Τα γιγάντια αστέρια είναι μερικές φορές μυστηριωδώς παρόντα σε μέρη που δεν θα έπρεπε, μακριά από το γαλαξιακό επίπεδο – και οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει γιατί.

Η εξήγηση μας υπενθυμίζει ότι η αστρική εξέλιξη μπορεί να είναι πολύ πιο περίπλοκη από ό,τι συνήθως αναγνωρίζουμε.

Τα αστέρια – ιδιαίτερα μεγάλα – σχηματίζονται κοντά στο γαλαξιακό εξόγκωμα ή επίπεδο. Το αέριο σπάνια είναι αρκετά πυκνό στις παρυφές του γαλαξία ώστε να συμπυκνωθεί και να δημιουργήσει ένα αστέρι, πόσο μάλλον ένα πραγματικά μεγάλο.

Τα αστέρια που γεννιούνται κοντά στο αεροπλάνο ταξιδεύουν μερικές φορές πολύ πάνω ή κάτω από αυτό – αλλά μερικά από αυτά δημιουργούν ένα μυστήριο, καθώς απομακρύνονται από τον πιθανό τόπο γέννησής τους από ό,τι θα έπρεπε να έχουν καταφέρει να ταξιδέψουν στη σύντομη διάρκεια ζωής τους.

Ένα άρθρο στο The Astronomical Journal χρησιμοποιεί το παράδειγμα του γίγαντα HD93521 για να δώσει μια απάντηση στην απόκλιση μεταξύ της φαινομενικής ηλικίας αυτών των άστρων και του υπολογιζόμενου χρόνου ταξιδιού τους.

«Οι αστρονόμοι βρίσκουν τεράστια αστέρια μακριά από τον τόπο καταγωγής τους, τόσο μακριά, στην πραγματικότητα, που χρειάζεται περισσότερος χρόνος από τη διάρκεια ζωής του αστεριού για να φτάσει εκεί», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Douglas Gies από την πολιτεία της Τζόρτζια.

Όσο περισσότερη μάζα έχει ένα αστέρι, τόσο πιο φωτεινό λάμπει και τόσο πιο γρήγορα καταναλώνει το υλικό του. Η σχέση μεταξύ μάζας και διάρκειας ζωής είναι σχεδόν ένας νόμος αντίστροφου κύβου. ένα αστέρι με μάζα 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου θα έχει διάρκεια ζωής σχεδόν χίλιες φορές μικρότερη.

Το HD3521 είναι μια εντυπωσιακή μάζα 17 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Η συνολική διάρκεια ζωής του θα πρέπει να είναι περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια. Με άφθονο αρχικό ήλιο να μην έχει μετατραπεί, φαίνεται να είναι μόλις περίπου 5 εκατομμυρίων ετών, δώστε ή πάρτε δύο εκατομμύρια – κάτι που κάνει πολύ περίεργο το γεγονός ότι κάθεται 3.600 έτη φωτός πάνω από το γαλαξιακό επίπεδο. Με βάση την τρέχουσα κίνησή του, θα χρειαζόταν 39 εκατομμύρια χρόνια (συν ή πλην τρία εκατομμύρια) για να φτάσει εκεί, ακόμα κι αν ξεκίνησε αμέσως μετά τον σχηματισμό του.

Περιπτώσεις όπως αυτή αφήνουν τους αστρονόμους με τρεις πιθανές εξηγήσεις:το αστέρι είναι πολύ μεγαλύτερο από ό,τι φαίνεται, σχηματίστηκε με κάποιο τρόπο ήδη μακριά από το γαλαξιακό επίπεδο ή αρχικά κινούνταν με εκπληκτική ταχύτητα και κάτι το επιβράδυνε.

Η απουσία γειτόνων για την παροχή δύναμης πέδησης αποκλείει σε μεγάλο βαθμό το τελευταίο από αυτά.

Οι συγγραφείς της μελέτης εξηγούν το HD3521 ως την πρόσφατη συγχώνευση δύο αστέρων. Η ίδια μάζα που κατανέμεται σε δύο ή περισσότερα αστέρια θα συντηχθεί πιο αργά. Εάν το υλικό που αποτελεί τώρα το HD3521 ήταν προηγουμένως χωρισμένο σχεδόν ομοιόμορφα, κάθε στοιχείο θα χρειαζόταν περίπου 40 εκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στο τρέχον στάδιο ανάπτυξης.

Τα δίδυμα αστέρια θα έπρεπε να έχουν ταξιδέψει μαζί από το γαλαξιακό επίπεδο, ξεκινώντας αμέσως μετά τον σχηματισμό τους – αλλά μια πρώιμη αρχή στην τροχιά τους δεν προκαλεί έκπληξη. Τα τεράστια αστέρια γεννιούνται συνήθως σε σμήνη όπου ισχυρές δυνάμεις μπορούν να τα πετάξουν προς τα έξω. είτε μια βαρυτική σφεντόνα από ένα ακόμη μεγαλύτερο ζευγάρι είτε η έκρηξη ενός κοντινού σουπερνόβα.

Δεν είναι σύνηθες να συγχωνεύονται αστέρια, αλλά συμβαίνει όταν η αρχική τους τροχιά είναι πολύ στενή. Το ενδεικτικό σημάδι μιας προηγούμενης συγχώνευσης είναι η γρήγορη περιστροφή – η γωνιακή ορμή της αμοιβαίας τροχιάς τους πρέπει να πάει κάπου και καταλήγει να περιστρέφει το συγχωνευμένο αστέρι πολύ γρήγορα.

Η ταχύτητα περιστροφής του HD93521 είναι δύσκολο να μετρηθεί, αλλά φαίνεται να είναι από τις ταχύτερες που έχουμε δει.

Ο συν-συγγραφέας πτυχιούχος φοιτητής Peter Wysocki αναζητά παραδείγματα για να δείξει ότι το HD3521 δεν είναι μοναδικό. Πρόσφατα υπέβαλε ένα έγγραφο που ανέφερε ότι ένα μέλος του τεράστιου δραπέτη ζεύγους IT Librae κλέβει υλικό από το άλλο πριν από την πλήρη συγχώνευση. Η διαδικασία αναζωογονεί το αστέρι μεγαλύτερης μάζας, κάνοντάς το να φαίνεται νεότερο από την πραγματική του ηλικία, ένα άλλο HD93521 υπό κατασκευή.