Gwiazdy podwójne zwiększają kosmiczny ślad węglowy

Nowe badania przeprowadzone przez zespół astronomów pokazują, że masywne gwiazdy produkują dwa razy więcej węgla, gdy występują w układach podwójnych. Naukowcy opierają te badania na najnowocześniejszych symulacjach komputerowych. Ich odkrycia są małym, ale ważnym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia kosmicznego pochodzenia pierwiastków, z których jesteśmy zbudowani.

Kosmiczne pochodzenie węgla, podstawowego budulca życia, jest wciąż niepewne. Masywne gwiazdy odgrywają ważną rolę w syntezie wszystkich ciężkich pierwiastków, od węgla i tlenu po żelazo i tak dalej. Jednak pomimo tego, że większość masywnych gwiazd rodzi się w układach wielokrotnych, dotychczasowe modele nukleosyntezy symulowały prawie wyłącznie gwiazdy pojedyncze. Międzynarodowy zespół astrofizyków obliczył teraz „ślady węglowe” masywnych gwiazd w układzie podwójnym, które tracą swoją otoczkę.

Dwa razy więcej
W porównaniu z pojedynczą gwiazdą, przeciętna masywna gwiazda w układzie podwójnym produkuje dwa razy więcej węgla – donosi Robert Farmer, główny autor badania. Do niedawna większość astrofizyków ignorowała fakt, że masywne gwiazdy są często częścią układu podwójnego. Po raz pierwszy zbadaliśmy, jak to, że występują w układach podwójnych zmienia produkowane przez nie pierwiastki.

Większość gwiazd, w tym nasze Słońce, jest zasilana przez syntezę wodoru w hel. W swoich „złotych latach”, po zakończeniu około 90% swojego życia, zaczynają przekształcać hel w węgiel i tlen. Gwiazdy takie jak Słońce zatrzymują się na tym etapie, ale masywne gwiazdy mogą kontynuować syntezę węgla w cięższe pierwiastki, aż do żelaza.

Wielkie wyzwanie
Wielkim wyzwaniem nie jest to, jak wyprodukować węgiel, ale jak go wydostać z gwiazdy, zanim zostanie zniszczona. W przypadku pojedynczej gwiazdy jest to bardzo trudne. Gwiazdy w układach podwójnych mogą oddziaływać na siebie i przekazywać masę towarzyszowi. Gwiazda, która traci część swojej masy, wytwarza blisko powierzchni warstwę bogatą w węgiel, która jest odrzucana, gdy gwiazda wybucha jako supernowa.

Inne typy gwiazd
Astronomowie badają również inne typy gwiazd, które mogą produkować węgiel, takie jak na przykład czerwone olbrzymy czy eksplozje białych karłów. Jednak jak na razie wydaje się, że to właśnie masywne gwiazdy, a w szczególności gwiazdy podwójne, produkują większość kosmicznego węgla.

Nasze odkrycia są małym ale ważnym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia roli masywnych gwiazd w produkcji pierwiastków, z których my sami się składamy – mówi druga autorka artykułu Eva Laplace, która wkrótce obroni swoją pracę doktorską na ten temat na Uniwersytecie w Amsterdamie. Do tej pory zbadaliśmy tylko jeden typ interakcji układu podwójnego. Istnieje wiele innych możliwych losów gwiazdy powstałej w bliskim sąsiedztwie towarzysza – i wiele innych pierwiastków do zbadania.

Wyniki przedstawione w tej pracy są więc dopiero pierwszym etapem systematycznego badania wpływu bliskiego towarzysza na wydajność chemiczną masywnych gwiazd.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Uniwersytet w Amsterdamie

Urania

Na ilustracji: Wizja artystyczna układu podwójnego z masywną gwiazdą. Źródło: ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *