Πιστωτική εικόνα: ESO
Το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο κυκλοφόρησε νέες εικόνες ενός σχετικά κοντινού αστεριού, της Eta Carina, η οποία θα μπορούσε να βρίσκεται στα τελικά στάδια της ζωής της και θα μπορούσε να εκραγεί ως σουπερνόβα στο εγγύς μέλλον (αστρονομικά μιλώντας) - μέσα στα επόμενα 10-20.000 χρόνια ή έτσι. Το αστέρι απέχει 7.500 έτη φωτός, 100 φορές τη μάζα του Ήλιου και το πιο φωτεινό αντικείμενο στον Γαλαξία μας. Από το 1841, έχει δημιουργήσει ένα όμορφο νεφέλωμα γύρω του, ρίχνοντας συνεχώς εξωτερικά στρώματα ενώ περιστρέφεται γρήγορα. Παρακολουθώντας πώς αλλάζει η Eta Carina, οι αστρονόμοι θα αποκτήσουν πολύτιμες γνώσεις για τα τελικά στάδια της ζωής ενός υπερμεγέθους αστεριού.
Από το 1841, όταν το ασυνήθιστο νότιο αστέρι Eta Carinae υπέστη θεαματική έκρηξη, οι αστρονόμοι αναρωτήθηκαν τι ακριβώς συμβαίνει σε αυτό το ασταθές γιγαντιαίο αστέρι. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης απόστασης - 7.500 έτη φωτός - οι λεπτομέρειες του ίδιου του αστεριού ήταν πέρα από την παρατήρηση.
Αυτό το αστέρι είναι γνωστό ότι περιβάλλεται από το νεφέλωμα Homunculus, δύο σύννεφα σε σχήμα μανιταριού που εκτοξεύονται από το αστέρι, καθένα από τα οποία είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από το ηλιακό μας σύστημα.
Τώρα, για πρώτη φορά, η υπέρυθρη ιντερφερομετρία με το όργανο VINCI στο Ιντερφερόμετρο πολύ μεγάλου τηλεσκοπίου του ESO (VLTI) επέτρεψε σε μια διεθνή ομάδα αστρονόμων [1] να κάνει ζουμ στο εσωτερικό μέρος του αστρικού ανέμου. Για τον Roy van Boekel, αρχηγό της ομάδας, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι «ο άνεμος της Eta Carinae αποδεικνύεται εξαιρετικά επιμήκεις και το ίδιο το αστέρι είναι πολύ ασταθές λόγω της γρήγορης περιστροφής του».
Ένα τέρας στο νότιο ουρανό
Η Eta Carinae, το πιο φωτεινό αστέρι που είναι γνωστό στον Γαλαξία μας, είναι από όλα τα πρότυπα ένα πραγματικό τέρας: είναι 100 φορές πιο ογκώδες από τον Ήλιο μας και 5 εκατομμύρια φορές πιο φωτεινό. Αυτό το αστέρι έχει πλέον εισέλθει στο τελικό στάδιο της ζωής του και είναι εξαιρετικά ασταθές. Υπερβαίνει κατά καιρούς τεράστιες εκρήξεις. ένα από τα πιο πρόσφατα συνέβη το 1841 και δημιούργησε το όμορφο διπολικό νεφέλωμα που είναι γνωστό ως Νεφέλωμα Homunculus (βλ. ESO PR Photo 32a / 03). Εκείνη την εποχή, και παρά τη σχετικά μεγάλη απόσταση - 7.500 έτη φωτός - η Eta Carinae έγινε σύντομα το δεύτερο λαμπρότερο αστέρι στον νυχτερινό ουρανό, που ξεπέρασε μόνο ο Σείριος.
Η Eta Carinae είναι τόσο μεγάλη που, αν τοποθετηθεί στο ηλιακό μας σύστημα, θα εκτείνεται πέρα από την τροχιά του Δία. Αυτό το μεγάλο μέγεθος, ωστόσο, είναι κάπως αυθαίρετο. Τα εξωτερικά του στρώματα διοχετεύονται συνεχώς στο διάστημα από πίεση ακτινοβολίας - η επίδραση των φωτονίων στα άτομα του αερίου. Πολλά αστέρια, συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου μας, χάνουν μάζα εξαιτίας τέτοιων «αστρικών ανέμων», αλλά στην περίπτωση της Eta Carinae, η προκύπτουσα απώλεια μάζας είναι τεράστια (περίπου 500 μάζες της Γης το χρόνο) και είναι δύσκολο να καθοριστεί το όριο μεταξύ του εξωτερικά στρώματα του αστεριού και της γύρω περιοχής αστρικού ανέμου.
Τώρα, τα VINCI και NAOS-CONICA, δύο ευαίσθητα στην υπέρυθρη ακτινοβολία σε πολύ μεγάλα τηλεσκόπια του ESO (VLT) στο Παρατηρητήριο Paranal (Χιλή), έχουν εξετάσει το σχήμα της αστρικής περιοχής για πρώτη φορά. Κοιτάζοντας προς τα κάτω τον αστρικό άνεμο όσο το δυνατόν περισσότερο, οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να συμπεράνουν κάποια από τη δομή αυτού του αινιγματικού αντικειμένου.
Η ομάδα αστρονόμων [1] χρησιμοποίησε για πρώτη φορά την προσαρμοστική οπτική κάμερα NAOS-CONICA [2], προσαρτημένη στο τηλεσκόπιο VLT YEPUN 8,2 m, για να απεικονίσει το θολό περιβάλλον της Eta Carinae, με χωρική ανάλυση συγκρίσιμη με το μέγεθος του ηλιακού συστήματος , βλ. PR φωτογραφία 32α / 03.
Αυτή η εικόνα δείχνει ότι η κεντρική περιοχή του νεφελώματος Homunculus κυριαρχείται από ένα αντικείμενο που θεωρείται ως μια φωτεινή πηγή σημείου με πολλές φωτεινές «σταγόνες» σε άμεση γειτνίαση.
Προς το όριο
Για να αποκτήσουν μια ακόμη πιο ευκρινή άποψη, οι αστρονόμοι στη συνέχεια στράφηκαν στην ιντερφερομετρία. Αυτή η τεχνική συνδυάζει δύο ή περισσότερα τηλεσκόπια για να επιτύχει γωνιακή ανάλυση [3] ίση με εκείνη ενός τηλεσκοπίου τόσο μεγάλο όσο το διαχωρισμό των μεμονωμένων τηλεσκοπίων (πρβλ. ESO PR 06/01 και ESO PR 23/01).
Για τη μελέτη του μάλλον φωτεινού αστεριού Eta Carinae δεν απαιτείται η πλήρης ισχύς των τηλεσκοπίων 8,2 m VLT. Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν έτσι το VINCI, το VLT INterferometer Commissioning Instrument [4], μαζί με δύο τηλεσκόπια δοκιμής siderostat 35 cm που χρησίμευσαν για τη λήψη του «Πρώτου Φωτός» με το VLT Interferometer τον Μάρτιο του 2001 (βλέπε ESO PR 06/01).
Οι siderostats τοποθετήθηκαν σε επιλεγμένες θέσεις στην πλατφόρμα παρατήρησης VLT στην κορυφή του Paranal για να παρέχουν διαφορετικές διαμορφώσεις και μέγιστη γραμμή βάσης 62 μέτρων. Κατά τη διάρκεια αρκετών διανυκτερεύσεων, τα δύο μικρά τηλεσκόπια στράφηκαν προς την Eta Carinae και οι δύο φωτεινές ακτίνες κατευθύνθηκαν προς μια κοινή εστίαση στο όργανο δοκιμών VINCI στο κεντρικά τοποθετημένο VLT Interferometric Laboratory. Τότε ήταν δυνατόν να μετρηθεί το γωνιακό μέγεθος του αστεριού (όπως φαίνεται στον ουρανό) σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Ωθώντας το χωρικό ψήφισμα αυτής της διαμόρφωσης στο όριο, οι αστρονόμοι κατάφεραν να επιλύσουν το σχήμα του εξωτερικού στρώματος της Eta Carinae. Ήταν σε θέση να παρέχουν χωρικές πληροφορίες σε κλίμακα 0,005 arcsec, δηλαδή περίπου 11 AU (1650 εκατομμύρια km) στην απόσταση της Eta Carinae, που αντιστοιχεί στο πλήρες μέγεθος της τροχιάς του Δία.
Αυτό το επίτευγμα συγκρίνεται με επίγειες διαστάσεις, συγκρίνοντας το να κάνουμε τη διάκριση ανάμεσα σε ένα αυγό και μια μπάλα μπιλιάρδου σε απόσταση 2.000 χιλιομέτρων.
Ένα πιο ασυνήθιστο σχήμα
Οι παρατηρήσεις του VLTI έκαναν έκπληξη στους αστρονόμους. Δείχνουν ότι ο άνεμος γύρω από την Eta Carinae είναι εκπληκτικά επιμηκυνμένος: ένας άξονας είναι ενάμισι φορές μεγαλύτερος από τον άλλο! Επιπλέον, ο μακρύτερος άξονας βρίσκεται ευθυγραμμισμένος με την κατεύθυνση στην οποία εκτοξεύονται τα πολύ μεγαλύτερα σύννεφα σε σχήμα μανιταριού (φαίνονται σε λιγότερο ευκρινείς εικόνες).
Με έκταση από 10 έως 20-30.000 AU, το ίδιο το αστέρι και το νεφέλωμα Homunculus είναι συνεπώς ευθυγραμμισμένα στο διάστημα.
Το VINCI κατάφερε να εντοπίσει το όριο όπου ο αστρικός άνεμος από την Eta Carinae γίνεται τόσο πυκνός που δεν είναι πλέον διαφανής. Προφανώς, αυτός ο αστρικός άνεμος είναι πολύ ισχυρότερος προς την κατεύθυνση του μακρού άξονα από τον κοντό άξονα.
Σύμφωνα με τις βασικές θεωρίες, τα αστέρια χάνουν την περισσότερη μάζα γύρω από τον ισημερινό τους. Αυτό συμβαίνει επειδή εδώ είναι που ο αστρικός άνεμος παίρνει «ανύψωση» βοήθεια από τη φυγόκεντρο δύναμη που προκαλείται από την περιστροφή του αστεριού. Ωστόσο, εάν συνέβαινε αυτό στην περίπτωση της Eta Carinae, ο άξονας περιστροφής (μέσω των πόλων του αστεριού) θα ήταν τότε κάθετος και στα δύο σύννεφα σε σχήμα μανιταριού. Αλλά είναι σχεδόν αδύνατο τα σύννεφα μανιταριών να τοποθετούνται σαν ακτίνες σε έναν τροχό, σε σχέση με το περιστρεφόμενο αστέρι. Το θέμα που εκτοξεύτηκε το 1841 τότε θα είχε τεντωθεί σε δαχτυλίδι ή δακτύλιο.
Για τον Roy van Boekel, «η τρέχουσα συνολική εικόνα έχει νόημα μόνο εάν ο αστρικός άνεμος της Eta Carinae επιμηκύνεται προς την κατεύθυνση των πόλων του. Αυτή είναι μια εκπληκτική αντιστροφή της συνηθισμένης κατάστασης, όπου τα αστέρια (και οι πλανήτες) ισοπεδώνουν στους πόλους λόγω της φυγοκεντρικής δύναμης.
Το επόμενο σουπερνόβα;
Ένα τέτοιο εξωτικό σχήμα για αστέρια τύπου Eta Carinae είχε προβλεφθεί από τους θεωρητικούς. Η βασική υπόθεση είναι ότι το ίδιο το αστέρι, που βρίσκεται βαθιά μέσα στον αστρικό άνεμο του, ισιώνεται στους πόλους για τον συνηθισμένο λόγο. Ωστόσο, καθώς οι πολικές περιοχές αυτής της κεντρικής ζώνης είναι πιο κοντά στο κέντρο όπου πραγματοποιούνται διαδικασίες πυρηνικής σύντηξης, θα είναι πιο ζεστές. Κατά συνέπεια, η πίεση ακτινοβολίας στις πολικές κατευθύνσεις θα είναι υψηλότερη και τα εξωτερικά στρώματα πάνω από τις πολικές περιοχές της κεντρικής ζώνης θα πάρουν περισσότερο «φουσκωμένα» από τα εξωτερικά στρώματα στον ισημερινό.
Υποθέτοντας ότι αυτό το μοντέλο είναι σωστό, μπορεί να υπολογιστεί η περιστροφή του Eta Carinae. Αποδεικνύεται ότι πρέπει να περιστρέφεται σε πάνω από 90 τοις εκατό της μέγιστης δυνατής ταχύτητας (πριν από τη διάλυση).
Η Eta Carinae έχει βιώσει μεγάλες εκρήξεις εκτός από εκείνες το 1841, πιο πρόσφατα γύρω στο 1890. Το αν θα ξανασυμβεί μια άλλη έκρηξη στο εγγύς μέλλον είναι άγνωστο, αλλά είναι βέβαιο ότι αυτό το ασταθές γιγαντιαίο αστέρι δεν θα σταματήσει.
Προς το παρόν, χάνει τόση μάζα τόσο γρήγορα που τίποτα δεν θα μείνει μετά από λιγότερο από 100.000 χρόνια. Πιθανότατα, όμως, η Eta Carinae θα καταστραφεί πολύ πριν από μια έκρηξη σουπερνόβα που θα μπορούσε ενδεχομένως να γίνει ορατή στον ουρανό της ημέρας με γυμνό μάτι. Αυτό μπορεί να συμβεί «σύντομα» στην αστρονομική χρονική κλίμακα, ίσως ήδη μέσα στα επόμενα 10-20.000 χρόνια.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
