Apep, de eerste Wolf-Rayet sterren systeem worden ontdekt in de Melkweg.Afbeelding: ESO/Callingham et al.
Dit beeld van een stoffige, gas-rijke nevel ziet er mooi, maar schijn kan bedriegen. Bekend als een Wolf-Rayet ster, het is klaar om te laten een catastrofale gamma-ray burst wanneer het gaat ten slotte supernova. Wat opvallend is aan deze bijzondere Wolf-Rayet-systeem, echter, is dat het de eerste om ontdekt te worden in ons eigen melkwegstelsel. Cue-de onheilspellende muziek…
Deze Wolf-Rayet sterren systeem is formeel bekend als 2XMM J160050.7-514245, maar de onderzoekers die onlangs onderzocht dit mysterieuze object, het is gewoon “Apep”—een exotisch object met de naam voor de serpentine oude Egyptische god van de chaos. In een persbericht, Joseph Callingham, de voornaamste auteur van de nieuwe studie en een astronoom van het Nederlands Instituut voor Radio Astronomie (ASTRON), zei: “het is voor het eerst een dergelijk systeem te ontdekken in onze eigen galaxy”—een systeem dat hij nooit verwachtte te vinden in onze eigen achtertuin.” De gegevens van dit onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomie.
Inderdaad, hebben de astronomen waargenomen Wolf-Rayet sterren voor, maar alleen in andere sterrenstelsels. Deze massieve ster systemen op het punt van het aangaan van hun doodsstrijd, op dat moment zullen ze genereren van een type van supernova geeft dat er een uiterst krachtige en smalle straal van plasma—het gevreesde gamma-ray burst.
Apep is een van die gamma-ray stamvader systeem, met een enorme triple star systeem in zijn kern—een binaire paar en een eenzame ster—en grote spiraalarmen bestaande uit gas en stof. Het systeem ligt rond de 8000 lichtjaar van de Aarde, dat is ongemakkelijk te sluiten, gezien de explosieve potentieel.
“Dit was een zeer leuk project om te doen, in sommige opzichten, in de zin dat Joe vond dit object en de eerste liet het aan me in 2012, toen waren we officemates als undergrads in Sydney en het duurde zes jaar voor het verzamelen van alle gegevens, ontdek de verrassende verhaal,” Benjamin Pope, een NASA-Sagan fellow aan de New York University ‘ s Center for Kosmologie en deeltjesfysica en co-auteur van de nieuwe studie, vertelde Gizmodo. “Soms is de wetenschap langzaam! Maar ik herinner mij van vorig jaar, de dag voor mijn PhD defense in Oxford, hij was op bezoek en liet me de foto van de Apep spiraal—ik letterlijk hapte naar adem, het was zo schokkend. Er is echt niets zoals dit.”
Met behulp van de VISIR mid-infrarood camera op de Europese Zuidelijke Sterrenwacht ‘s Very Large Telescope, Paus, Callingham, en hun collega’ s gemeten is de snelheid van de stof binnen de spiraalarmen. In dit laatste stadium van hun korte levenscyclus (deze systemen slechts een paar honderd duizend jaar—een knipperen van het oog in de kosmologische termen), sterren in Wolf-Rayet-systemen spin snel, en produceert stellar wind die met enorme snelheden. Deze wind dragen het grote delen van het stellaire materiaal in de ruimte, en ze zijn verantwoordelijk voor de vorming van het majestueuze pluimen van stofdeeltjes. In het geval van Apep, de spiraal armen maatregel verschillende lichtjaar.
Door het meten van de toerentallen binnen deze nevel, de onderzoekers concludeerden dat ten minste één van de drie sterren in het systeem draait snel genoeg zo dat het zal leiden tot een lange-duur gamma-ray burst als het eindelijk explodeert als supernova (de exacte timing is nog steeds onmogelijk om te voorspellen). De snelheid van het gas in de nevel werd geklokt op 12 miljoen kilometer per uur, maar de stof is het verplaatsen met een “gewoon” 570 miljoen kilometer per uur. De onderzoekers zeggen dat deze discrepantie is een indicatie van een ster het naderen van de buurt-kritische rotatie.
“Apep stof naaldrad beweegt veel langzamer dan de wind in het systeem,” zei Callingham. “Eén manier waarop dit kan gebeuren is als een van de massieve sterren draait zo snel, dat het bijna scheuren zich los. Een dergelijke regeling houdt in dat als de brandstof opraakt en begint te exploderen als een supernova, het instorten van de palen voor de evenaar, de productie van een gamma-ray burst.”
De betekenis van deze bevinding, zei de Paus, dat niemand gezien had snel roterende Wolf-Rayet-systemen in onze melkweg voor. Bovendien, veel astronomen aangenomen dat deze objecten niet eens kon bestaan in een sterrenstelsel als het onze; de Melkweg is oud en metaal-rijke, met een overvloed van zware sterren die moet draaien snel naar beneden. Het nieuwe resultaat suggereert dat ons begrip van hoe zware sterren sterven is nog steeds onvolledig.
“Wolf-Rayet-sterren-systemen worden gezien als de voorouders van de lange gammaflitsen, dus als er één in ons melkwegstelsel dat is een spannend vinden,” Paus vertelde Gizmodo. “Zelfs als niet—iets diep raar is gebeurt met deze ster in het systeem en dit is de beste verklaring die we hebben.”
Zoals opgemerkt, gammaflitsen behoren tot de meest krachtige explosies bekend bij astronomen. Met een duur van tussen twee seconden en een aantal uren, lange-duur gamma-ray uitbarstingen release zo veel energie als de Zon in de loop van zijn hele leven. Erger nog, sommige wetenschappers speculeren dat de Ordovician-Silurian uitsterven van een massa-extinctie gebeurtenis die is er gebeurd op Aarde, zo ‘ n 440 miljoen jaar geleden veroorzaakt werd door een gamma-ray burst binnen ons eigen melkwegstelsel. Natuurkundige Adrian Melott van de Universiteit van Kansas speculeert dat een “gevaarlijk in de buurt van het GRB voor moeten komen gemiddeld twee keer of vaker per miljard jaar.”
Paus zei dat het zou “heel slecht” als men om af te gaan in de buurt, maar hij is niet bijzonder bezorgd.
“In termen van de redenen waarom wij hebben niets om zorgen over te maken, het beste wat ik kan bieden is dat het zeer onzeker is of Apep zal afgaan als een gamma-ray burst, en als dit het geval is, is het onwaarschijnlijk dat in de zeer nabije toekomst.”
Als een ander punt van aanmoediging, gamma-ray bursters zijn zeer richtingsgevoelig, spuwen hun geconcentreerde, hoge-energie stralen in een specifieke richting. Dus voor Apep een bedreiging zou het niet alleen moeten gaan supernova, het zou ook wees in onze richting.
Hoe dan ook, er is niets wat we echt kunnen doen over het behalve om meer te leren over Wolf-Rayet-systemen. Het kan ook nuttig zijn om te spreken van de oude Egyptische bezwering te ontdoen van de wereld van Apep ‘ s destructieve krachten:
Spugen op Apep, Defiling Apep met de linker voet, Waarbij een lans te slaan Apep, Fettering Apep, het Nemen van een mes op te slaan Apep, Zet het vuur op Apep…
[De Natuur Astronomie]
Deel Dit Verhaal