Το μυστήριο των άστρων του σμήνους των Πεντάδυμων στο Γαλαξία λύθηκε

Πηγή: Rochester Institute of Technology, 18 Αυγούστου 2006

Για πρώτη φορά, επιστήμονες έχουν προσδιορίσει το είδος των άστρων στο σμήνος των Πεντάδυμων (Quintuplet), στο κέντρο του Γαλαξία μας, δίπλα στην υπεργιγάντια μαύρη τρύπα. Πρόκειται για τεράστια δυαδικά αστέρια που πλησιάζουν στο τέλος του κύκλου της ζωής τους, λύνοντας έτσι ένα μυστήριο που είχε ταλανίσει τους αστρονόμους για περισσότερο από 15 χρόνια.

Το σμήνος των Πεντάδυμων είναι ένα λαμπρό ανοικτό σμήνος με άστρα κάπου 100 έτη φωτός από τη Γη, που σχηματίστηκε πριν 4 εκατομμύρια έτη περίπου, ενώ αργά αργά διασκορπίζεται. Πρόκειται για το μεγαλύτερο σε μάζα ανοικτό σμήνος που έχει ποτέ ανακαλυφθεί, γιατί περιέχει σχεδόν 10.000 ηλιακές μάζες. Φιλοξενεί μερικά από τα πιο λαμπρά αστέρια.

Η φύση των άστρων δεν ήταν εξ ολοκλήρου σαφής μέχρι τώρα. Σε μια εργασία, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, οι συντάκτες της Peter Tuthill του πανεπιστημίου του Σύδνευ και ο Donald Figer του Ιδρύματος Τεχνολογίας του Ρότσεστερ δείχνουν ότι το σμήνος των Πεντάδυμων αποτελείται από νεαρά πολύ μεγάλης μάζας δυαδικά αστέρια που παράγουν μεγάλα ποσά σκόνης.

Τα στοιχεία τους αποκαλύπτουν ότι πέντε φωτεινά ερυθρά αστέρια πλησιάζουν στο τέλος της "σύντομης" ζωής τους που είναι, περίπου, 5 εκατομμύρια έτη. Αυτά τα γρήγορα εξελισσόμενα αστέρια καίγονται πολύ γρήγορα και φωτίζουν έντονα, αλλά πεθαίνουν πολύ νεώτερα από τα πιο εξασθενημένα αστέρια, τα οποία ζουν για δισεκατομμύρια χρόνια. Η μελέτη συνέλαβε τα αστέρια του σμήνους των Πεντάδυμων αμέσως πριν διαλυθούν με υπερκαινοφανείς εκρήξεις.

Με τη χρησιμοποίηση προωθημένων τεχνικών απεικόνισης στο μεγαλύτερο τηλεσκόπιο του κόσμου στο Παρατηρητήριο Keck στη Χαβάη, οι επιστήμονες συνέλαβαν τα αστέρια με την υψηλότερη εφικτή ανάλυση για το συγκεκριμένο όργανο, υπερβαίνοντας μακράν την ικανότητα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, το οποίο φωτογράφισε το σμήνος μια δεκαετία πριν. Η πρόσθετη ανάλυση δίνει στους επιστήμονες μια νέα άποψη των λοφίων της σκόνης που περιβάλλουν τα αστέρια. Και οι στροβιλιζόμενες σπείρες της σκόνης, έκανε τον Tuthill να το παρομοιάσει με ανεμόμυλο, όταν αυτός το προσδιόρισε πρώτος το 1999 κάπου αλλού στο Γαλαξία.

"Μόνο μερικοί 'ανεμόμυλοι' είναι γνωστοί στο Γαλαξία", λέει ο Figer. "Το αξιοσημείωτο είναι, ότι έχουμε βρει πέντε όλους ο ένας δίπλα στον άλλο στο ίδια σμήνος. Κανένας δεν έχει δει κάτι παρεμφερές πριν."

Κοντά στο Γαλακτικό Κέντρο: Υψηλής ανάλυσης υπέρυθρες εικόνες των γεμάτων σκόνη - σαν ανεμόμυλους - νεφελωμάτων παρουσιάζονται μέσα στα ένθετα, πάνω από μια παλιά εικόνα του σμήνους των Πεντάδυμων, που πάρθηκε από το Hubble. Κάθε ένα από τα πέντε φωτεινά κόκκινα αστέρια είναι τώρα πιθανά ένα νεφέλωμα σαν ανεμόμυλος.

Σύμφωνα με το Figer, η στροβιλιζόμενη σκόνη που σχηματίζει ανεμόμυλους στα αστέρια είναι το κλειδί για την παρουσία των πιο εξελιγμένων τεράστιων άστρων και δείχνει την παρουσία άστρων σε ζεύγη. Η γεωμετρία του λοφίου της σκόνης επιτρέπει στους επιστήμονες να μετρήσουν τις ιδιότητες των δυαδικών άστρων, συμπεριλαμβανομένης της τροχιακής περιόδου και της απόστασης.

"Ο μόνος τρόπος που μπορεί να σχηματιστεί ανεμόμυλος είναι εάν υπάρχουν δύο αστέρια, που στροβιλίζονται το ένα γύρω από το άλλο. Τα αστέρια είναι τόσο κοντά που οι άνεμοί τους συγκρούονται, διαμορφώνοντας τη σκόνη σε μια σπειροειδή μορφή, ακριβώς όπως το νερό που πετάγεται από μια μάνικα που περιστρέφεται στον κήπο", αναφέρει ο Figer.

"Ένα μόνο αστέρι δεν θα ήταν σε θέση να παραγάγει τη σκόνη και δεν θα είχε μια σπειροειδή εκροή."

Το σχήμα αυτό της σκόνης δείχνει ότι οι αστρικοί άνεμοι που φεύγουν από τα δύο άστρα συγκρούονται και σχηματίζουν 'ανεμόμυλους'.

Μια πρώτη μελέτη από το Figer κατά το 1996 βεβαίωνε ότι το σμήνος των Πεντάδυμων αποτελείται από εξελιγμένα ογκώδη αστέρια που παράγουν τη σκόνη. Η έρευνα του Figer δεν θα μπορούσε να επιβεβαιωθεί μέχρι τώρα με τη χρήση του τηλεσκοπίου Keck.

"Εάν θέλετε να καταλάβετε το σχηματισμό των άστρων, πρέπει να καταλάβετε εάν διαμορφώνονται μόνα τους ή εάν έχουν συνεργάτες", συμπληρώνει ο Figer. "Η απάντηση μας δίνει μια ένδειξη ως προς το εάν τα αστέρια σχηματίζονται μόνα τους ή με συντρόφους."