Μια δεκαετής έρευνα του νυχτερινού ουρανού αποκάλυψε έναν μυστηριώδη νέο τύπο άστρου, που οι αστρονόμοι αποκαλούν «παλιό καπνιστή».
Αυτά τα προηγουμένως κρυμμένα αστρικά αντικείμενα είναι γηράσκοντα, γιγάντια αστέρια που βρίσκονται κοντά στην καρδιά του Γαλαξία μας. Τα αστέρια αυτά είναι ανενεργά για δεκαετίες και εξασθενούν μέχρι να γίνουν σχεδόν αόρατα πριν εκτοξεύσουν σύννεφα καπνού και σκόνης, και οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να διαδραματίσουν κάποιο ρόλο στη διανομή των στοιχείων στο σύμπαν.
Τέσσερις μελέτες που περιγράφουν λεπτομερώς τις παρατηρήσεις δημοσιεύτηκαν στις 25 Ιανουαρίου στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Οι αστρονόμοι παρατήρησαν για πρώτη φορά τα παλιά αστέρια-καπνιστές κατά τη διάρκεια της έρευνας που περιελάμβανε την παρακολούθηση σχεδόν ενός δισεκατομμυρίου αστέρων στο υπέρυθρο φως, το οποίο είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι.
Οι παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν με το Τηλεσκόπιο Έρευνας Ορατού και Υπέρυθρου (VISTA), το οποίο βρίσκεται σε ένα πλεονεκτικό σημείο ψηλά στις Χιλιανές Άνδεις στο Αστεροσκοπείο Cerro Paranal.
Η αναζήτηση νεογέννητων αστέρων
Ο αρχικός στόχος της ομάδας ήταν η αναζήτηση νεογέννητων άστρων, τα οποία είναι δύσκολο να ανιχνευθούν στο ορατό φως επειδή καλύπτονται από τη σκόνη και το αέριο στον Γαλαξία μας. Όμως το υπέρυθρο φως μπορεί να διαπεράσει τις υψηλές συγκεντρώσεις σκόνης του γαλαξία και να εντοπίσει αντικείμενα που διαφορετικά θα ήταν κρυμμένα ή αχνά.
«Ενώ τα δύο τρίτα των αστέρων ήταν εύκολο να ταξινομηθούν, τα υπόλοιπα ήταν πιο δύσκολα, οπότε η ομάδα χρησιμοποίησε το “Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου»” για να μελετήσει μεμονωμένα αστέρια», δήλωσε ο καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Hertfordshire, Philip Lucas, που ήταν ο επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης και συν-συγγραφέας στις άλλες τρεις.
Καθώς οι αστρονόμοι παρακολουθούσαν εκατοντάδες εκατομμύρια αστέρια, εντόπισαν 222 που παρουσίαζαν αξιοσημείωτες αλλαγές στη φωτεινότητα. Η ομάδα διαπίστωσε ότι 32 από αυτά ήταν νεογέννητα αστέρια που αυξάνουν τη φωτεινότητά τους τουλάχιστον κατά 40 φορές, και ορισμένα ακόμη και κατά 300 φορές. Ένα μεγάλο ποσοστό των εκρήξεων είναι σε εξέλιξη, ώστε οι αστρονόμοι να συνεχίσουν να παρακολουθούν πώς εξελίσσονται τα άστρα με την πάροδο του χρόνου.
«Ο κύριος στόχος μας ήταν να βρούμε σπάνια εμφανιζόμενα νεογέννητα αστέρια, που ονομάζονται επίσης πρωτοαστέρια, ενώ βρίσκονται σε μια μεγάλη έκρηξη που μπορεί να διαρκέσει μήνες, χρόνια ή ακόμη και δεκαετίες», δήλωσε ο μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Fondecyt στο Πανεπιστήμιο Valparaiso της Χιλής, Dr. Zhen Guo, ο οποίος ήταν ο επικεφαλής συγγραφέας σε δύο μελέτες και συν-συγγραφέας στις άλλες δύο.
«Αυτές οι εκρήξεις συμβαίνουν στον αργά περιστρεφόμενο δίσκο ύλης που σχηματίζει ένα νέο ηλιακό σύστημα. Βοηθούν το νεογέννητο αστέρι στο κέντρο να μεγαλώσει, αλλά δυσκολεύουν τον σχηματισμό πλανητών. Δεν καταλαβαίνουμε ακόμη γιατί οι δίσκοι γίνονται ασταθείς με αυτόν τον τρόπο», δήλωσε ο Guo.
Μια απροσδόκητη αστρική ανακάλυψη
Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεών τους σε αστέρια κοντά στο γαλαξιακό κέντρο, η ομάδα εντόπισε 21 κόκκινα αστέρια που παρουσίασαν ασυνήθιστες αλλαγές στη φωτεινότητα, οι οποίες προβλημάτισαν τους αστρονόμους.
«Δεν ήμασταν σίγουροι αν αυτά τα αστέρια ήταν πρωτοαστέρες που ξεκινούσαν μια έκρηξη, ή αν ανακάμπτουν από μια πτώση της φωτεινότητας που προκλήθηκε από ένα δίσκο ή κέλυφος σκόνης μπροστά από το αστέρι – ή αν ήταν παλαιότερα γιγάντια αστέρια που αποβάλλουν ύλη στα τελευταία στάδια της ζωής τους», ανέφερε ο Lucas.
Η ομάδα επικεντρώθηκε σε επτά από τα αστέρια και συνέκρινε τα νέα δεδομένα που συνέλεξε με δεδομένα από προηγούμενες έρευνες για να διαπιστώσει ότι τα αστρικά αντικείμενα ήταν ένας νέος τύπος ερυθρών γιγάντιων αστέρων.
Οι ερυθροί γίγαντες σχηματίζονται όταν τα άστρα έχουν εξαντλήσει τα αποθέματα υδρογόνου για την πυρηνική σύντηξη και αρχίζουν να πεθαίνουν. Σε περίπου 5 ή 6 δισεκατομμύρια χρόνια, ο ήλιος μας θα γίνει κόκκινος γίγαντας, φουσκώνοντας και διαστέλλοντας καθώς απελευθερώνει στρώματα υλικού και πιθανώς εξατμίζοντας τους εσωτερικούς πλανήτες του ηλιακού συστήματος, αν και η τύχη της Γης παραμένει ασαφής, σύμφωνα με τη NASA.
Αλλά τα αστέρια που εντοπίστηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας είναι διαφορετικά.
«Αυτά τα ηλικιωμένα αστέρια κάθονται ήσυχα για χρόνια ή δεκαετίες και στη συνέχεια ξεφουσκώνουν σύννεφα καπνού με έναν εντελώς απροσδόκητο τρόπο», δήλωσε σε ανακοίνωσή του ο καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Andrés Bello στη Χιλή και συν-συγγραφέας σε τρεις από τις μελέτες, Dante Minniti. «Φαίνονται πολύ αμυδρά και κόκκινα για αρκετά χρόνια, σε σημείο που μερικές φορές δεν μπορούμε να τα δούμε καθόλου».
Οι αστέρες βρέθηκαν σε μεγάλο βαθμό στον εσώτερο πυρηνικό δίσκο του Γαλαξία μας, όπου οι αστέρες είναι πιο συγκεντρωμένοι σε βαρέα στοιχεία. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι «παλιοί καπνιστές» απελευθερώνουν στοιχεία στο διάστημα θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι σκέφτονται για το πώς τα στοιχεία αυτά κατανέμονται στο σύμπαν.
Οι αστρονόμοι προσπαθούν ακόμη να κατανοήσουν τη διαδικασία πίσω από την απελευθέρωση πυκνού καπνού από τα άστρα και τι συμβαίνει μετά.
«Η ύλη που εκτοξεύεται από τα παλιά αστέρια παίζει βασικό ρόλο στον κύκλο ζωής των στοιχείων, βοηθώντας στη δημιουργία της επόμενης γενιάς άστρων και πλανητών», δήλωσε ο Lucas. «Αυτό θεωρούνταν ότι συνέβαινε κυρίως σε έναν καλά μελετημένο τύπο αστέρα που ονομάζεται μεταβλητή Mira. Ωστόσο, η ανακάλυψη ενός νέου τύπου άστρου που εκτοξεύει ύλη θα μπορούσε να έχει ευρύτερη σημασία για την εξάπλωση των βαρέων στοιχείων στον Πυρηνικό Δίσκο και στις πλούσιες σε μέταλλα περιοχές άλλων γαλαξιών»