„Versteckte“ Sterne, darunter ein neuer Typ älterer Riesen mit dem Spitznamen „Alter Raucher“, wurden zum ersten Mal von Astronomen entdeckt. Die mysteriösen Objekte existieren im Herzen unserer Milchstraßengalaxie und können jahrzehntelang still verweilen – fast bis zur Unsichtbarkeit verblassen – bevor sie plötzlich Rauchwolken ausstoßen, wie aus einer neuen, in der Fachzeitschrift veröffentlichten Studie hervorgeht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Professor Philip Lucas von der University of Hertfordshire machte seine bahnbrechende Entdeckung, nachdem es während einer zehnjährigen Untersuchung des Nachthimmels fast eine Milliarde Sterne im Infrarotlicht beobachtet hatte.
Die Artikel „Die variabelsten VVV-Quellen: eruptive Protosterne, eintauchende Riesen in der Kernscheibe und andere“, „Spektroskopische Bestätigung von eruptiven YSOs mit hoher Amplitude und eintauchenden Riesen aus der VVV-Durchmusterung“ und „Über das Auftreten episodischer Akkretion in der Klasse.“ „I YSOs von VVV“ wurden alle in der veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Sie entdeckten außerdem Dutzende selten gesehene neugeborene Sterne, sogenannte Protosterne, die im Rahmen der Bildung eines neuen Sonnensystems über einen Zeitraum von Monaten, Jahren oder Jahrzehnten extreme Ausbrüche erleiden.
Die meisten dieser neu entdeckten Sterne sind im sichtbaren Licht durch große Mengen an Staub und Gas in der Milchstraße nicht sichtbar – Infrarotlicht kann jedoch durchdringen, sodass Wissenschaftler sie zum ersten Mal sehen können.
Astronomen aus dem Vereinigten Königreich, Chile, Südkorea, Brasilien, Deutschland und Italien führten ihre Forschungen mit Hilfe des Visible and Infrarot Survey Telescope (VISTA) durch – einem in Großbritannien gebauten Teleskop hoch in den chilenischen Anden am Cerro-Paranal-Observatorium Teil der Europäischen Südsternwarte (ESO).
Das Team hatte ein wachsames Auge auf Hunderte Millionen Sterne und analysierte 222, die die größten Helligkeitsänderungen aufwiesen.
Professor Lucas sagte: „Etwa zwei Drittel der Sterne ließen sich leicht als gut verstandene Ereignisse verschiedener Art klassifizieren.“
„Der Rest war etwas schwieriger, also haben wir mit dem Very Large Telescope der ESO Spektren von vielen von ihnen einzeln aufgenommen. Ein Spektrum zeigt uns, wie viel Licht wir bei verschiedenen Wellenlängen sehen können, was uns eine viel klarere Vorstellung davon gibt, was wir sind.“ anschauen.“
Die Arbeit wurde im Rahmen einer Langzeitstudie mit dem Titel „VISTA-Variablen in der Via Lactea“ (VVV) durchgeführt.
Dr. Zhen Guo, früher an der University of Hertfordshire und jetzt an der University of Valparaiso in Chile tätig, leitete die Arbeit an den Spektren.
Er sagte: „Unser Hauptziel war es, selten gesehene neugeborene Sterne, auch Protosterne genannt, zu finden, während sie einen großen Ausbruch erleben, der Monate, Jahre oder sogar Jahrzehnte andauern kann.“
„Diese Ausbrüche passieren in der sich langsam drehenden Materiescheibe, die ein neues Sonnensystem bildet. Sie helfen dem neugeborenen Stern in der Mitte beim Wachsen, erschweren aber die Planetenbildung.“
„Wir verstehen noch nicht, warum die Scheiben so instabil werden.“
Das Team entdeckte 32 ausbrechende Protosterne, deren Helligkeit mindestens um das 40-fache und in einigen Fällen um das 300-fache zunahm.
Die meisten Ausbrüche dauern noch an und ermöglichen es den Astronomen zum ersten Mal, einen großen Teil dieser mysteriösen Ereignisse während ihrer gesamten Entwicklung zu analysieren – vom anfänglichen Ruhezustand über den Höhepunkt der Helligkeit bis hin zur abnehmenden Phase.
Allerdings brachte die Studie auch etwas völlig Unerwartetes zutage.
In der Nähe des Zentrums der Milchstraße befanden sich 21 rote Sterne, die während der 10-jährigen Untersuchung unklare Helligkeitsveränderungen zeigten.
Professor Lucas sagte: „Wir waren uns nicht sicher, ob es sich bei diesen Sternen um Protosterne handelte, die eine Eruption auslösten oder sich von einem Helligkeitsabfall erholten, der durch eine Scheibe oder Staubhülle vor dem Stern verursacht wurde – oder ob es sich um ältere Riesensterne handelte, die Materie abschleuderten.“ in den späten Phasen ihres Lebens.
Die Analyse der Spektren von sieben dieser Sterne im Vergleich mit Daten aus früheren Untersuchungen kam zu dem Schluss, dass es sich tatsächlich um eine neue Art von Roten Riesensternen handelte.
Professor Dante Minniti von der Universität Andrés Bello in Chile, Gründer der VVV-Umfrage, sagte: „Diese älteren Sterne sitzen jahrelang oder jahrzehntelang still und stoßen dann auf völlig unerwartete Weise Rauchwolken aus. Sie sehen mehrere Jahre lang sehr dunkel und rot aus.“ , bis zu dem Punkt, dass wir sie manchmal überhaupt nicht sehen können.
Ein weiterer Hinweis auf diese neue Entdeckung liegt in der Position dieser schwindenden Riesensterne. Sie konzentrieren sich stark im innersten Teil der Milchstraße, der sogenannten Kernscheibe, einer Region, in der Sterne tendenziell reicher an schweren Elementen sind als anderswo.
Dadurch dürfte es Staubpartikeln leichter fallen, aus dem Gas in den relativ kühlen Außenschichten roter Riesensterne zu kondensieren. Es bleibt jedoch ein Rätsel, wie dies zu dem Ausstoß der vom Team beobachteten dichten Rauchwolken führt.
Die Forscher sagten, ihre Entdeckungen könnten unser Wissen über die Art und Weise, wie Elemente im Raum verteilt sind, verändern, wie Professor Lucas erklärt.
„Von alten Sternen ausgestoßene Materie spielt eine Schlüsselrolle im Lebenszyklus der Elemente und trägt zur Entstehung der nächsten Generation von Sternen und Planeten bei“, sagte er.
„Es wurde angenommen, dass dies hauptsächlich bei einem gut untersuchten Sterntyp namens Mira-Variablen auftritt.
„Die Entdeckung eines neuen Sterntyps, der Materie abwirft, könnte jedoch eine größere Bedeutung für die Ausbreitung schwerer Elemente in der Kernscheibe und metallreichen Regionen anderer Galaxien haben.“
Mehr Informationen:
Phil Lucas et al., Die veränderlichsten VVV-Quellen: eruptive Protosterne, in die Kernscheibe eintauchende Riesen und andere, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stad3929
Zhen Guo et al., Spektroskopische Bestätigung von eruptiven YSOs mit hoher Amplitude und eintauchenden Riesen aus der VVV-Untersuchung, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stad3700
Carlos Contreras Peña et al., Zur Häufigkeit episodischer Akkretion bei YSOs der Klasse I von VVV, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stad3780
Zhen Guo et al., Multi-Wellenlängen-Detektion eines anhaltenden FUOr-Typ-Ausbruchs auf einem massearmen YSO, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnrasl/slad201