Massive Sterne gewinnen ihren Magnetismus durch Kollision und Verschmelzung mit anderen Sternen, wie aus Beweisen eines seltsamen Doppelsternsystems hervorgeht, das von einem staubigen, elementreichen Nebel umgeben ist.
In diesem bipolaren Nebel, der die Doppelbezeichnung NGC 6164/6165 trägt, befindet sich das Sternensystem HD 148937. Es liegt etwa 3.800 Meter entfernt Lichtjahre weiter entfernt, im Sternbild Norma auf der Südhalbkugel, enthält HD 148937 zwei Massive Sterne einander umkreisen. Einer dieser Sterne ist magnetisch und tatsächlich der hellste und heißeste massereiche Stern, der bekannt ist Magnetfeld. Das ist verwirrend, denn basierend auf dem, was wir über das Innere von Sternen wissen, sollten es massereiche Sterne sein nicht magnetische Felder haben.
Wir sind es gewohnt, darüber nachzudenken Die Sonne wie ein magnetischer Stern, der Phänomene verursacht wie SonnenfleckenFackeln, Vorsprünge und die Sonnenwind. Der magnetische Dynamo wird erzeugt im Inneren der Sonne, an der Grenze zwischen der inneren Strahlungsschicht und der äußeren Konvektionsschicht. In der Strahlungsschicht wird Energie vom Kern des Sterns über transportiert Gammastrahlung Photonen; An der Konvektionsschicht wird diese Energie in einen heißen Plasmastrom umgewandelt, der zur Sonnenoberfläche aufsteigt. sichtbare Oberflächewo Energie in Form von Licht und Wärme freigesetzt wird.
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Je weniger Masse ein Stern hat, desto mehr nimmt die Konvektionsschicht einen erheblichen Teil seines Volumens ein. Das kleinste Rote Zwerge sind fast ausschließlich konvektiv und daher magnetisch sehr aktiv. Allerdings gilt: Je massereicher ein Stern ist, desto kleiner ist die Konvektionsschicht. Das bedeutet, dass die massereichsten Sterne vollständig strahlend sind und ohne eine Konvektionsschicht kein Magnetfeld erzeugen können.
Dennoch verfügen etwa 7 % der massereichsten Sterne auf die eine oder andere Weise über ein Magnetfeld. Die Frage, die Astronomen verwirrt, ist: Wie?
Die Antwort auf dieses Geheimnis finden Sie in HD 148937.
„Als ich einige Hintergrundinformationen las, war ich beeindruckt, wie besonders dieses System war“, sagte Abigail Frost von der Europäischen Südsternwarte in einer Erklärung. Pressemitteilung.
Frost und Hugues Sana von der KU Leuven in Belgien leiteten die Bemühungen, HD 148937 genauer zu untersuchen, indem sie neun Jahre ESO-Beobachtungen nutzten. Sehr großes Teleskop Interferometer, das die Leistung von vier Acht-Meter-Teleskopen in Chile vereint.
„Nach einer detaillierten Analyse konnten wir feststellen, dass der massereichere Stern viel jünger erscheint als sein Begleiter, was keinen Sinn macht, da sie zur gleichen Zeit entstanden sein sollten“, sagte Frost.
Der massereichere der beiden Sterne, mit 50- bis 60-facher Masse Masse der Sonne, ist das magnetische. Aufgrund seiner Temperatur erscheint er 1,5 Millionen Jahre jünger als sein Begleiter. Dies ist ein erheblicher Altersunterschied für massereiche Sterne, die normalerweise nur wenige Millionen Jahre leben, bevor sie verschwinden. Supernova.
Es gibt auch den Nebel zu berücksichtigen; Seine bipolare Form weist auf seinen Ursprung in einer Art Explosion eines der Sterne von HD 148937 in den letzten 7.500 Jahren hin. DER Nebel enthält hohe Konzentrationen an Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff, Elemente, die typischerweise innerhalb von Sternen, jedoch nicht außerhalb von Sternen vorkommen.
Die Beobachtungen von Frost und Sana halfen dabei, dieses besondere Sternenrätsel zusammenzusetzen. Wenn ein Stern in einem Doppelsternsystem jünger ist als sein Begleiter, ist dies ein sicheres Zeichen dafür, dass in den letzten paar tausend Jahren eine Verschmelzung zweier Sterne stattgefunden hat.
„Wir glauben, dass dieses System ursprünglich mindestens drei Sterne hatte“, sagte Sana. „Zwei von ihnen müssen an einem Punkt ihrer Umlaufbahn nahe beieinander gewesen sein, während ein anderer Stern viel weiter entfernt war.“
Wir können uns HD 148937 so vorstellen, wie er einmal war: ein enger Doppelstern auf einer kurzen Umlaufbahn, und um ihn herum befand sich ein dritter Zirkumbinärstern. Die beiden nahegelegenen Sterne bildeten eine Spirale und verschmolzen zu einem. Sie schleuderten das überschüssige Material entlang ihrer neuen Rotationsachse aus und bildeten so den Nebel. Unterdessen waren und sind die Dinge im Inneren des neu verschmolzenen Sterns im Fluss. Das Sternenmaterial der beiden Sterne wird aufgewirbelt, was dem verschmolzenen Stern ein jugendlicheres, verjüngtes Aussehen verleiht und gleichzeitig eine turbulente, konvektive Umgebung im Inneren erzeugt, die den Dynamo erzeugen kann, der dem Stern sein Magnetfeld von einem Kilogauss verleiht (zum Vergleich: das magnetische). Das Feld der Sonne hat eine durchschnittliche Intensität von 1 Gauß).
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„Die beiden inneren Sterne verschmolzen heftig, wodurch ein magnetischer Stern entstand und Material herausgeschleudert wurde, wodurch der Nebel entstand“, erklärte Sana. „Der weiter entfernte Stern bildete eine neue Umlaufbahn mit dem neu verschmolzenen, nun magnetischen Stern und schuf so das Doppelsternsystem, das wir heute im Zentrum des Nebels sehen.“
Das Magnetfeld wird nicht von Dauer sein; Das Innere des Sterns wird sich schließlich vollständig vermischen und stabilisieren, um vollständig strahlend zu werden. Von dort aus wird der magnetische Dynamo ausgeschaltet. Dies ist nicht nur ein weiterer Beweis dafür, dass die Verschmelzung vor relativ kurzer Zeit stattgefunden haben muss, sondern stellt auch einen Zusammenhang mit der Zahl dar, dass 7 % der massereichen Sterne über ein Magnetfeld verfügen, was auf die Rate der Verschmelzungen in nahegelegenen Doppelsternsystemen hinweist.
Über die Ergebnisse wird in einem Artikel berichtet, der am 12. April in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Wissenschaft.