Astronomer har opdaget de til dato tungeste stjerner, hvor den største, R136a1, er blevet født med en masse, der er mere end 300 gange større end Solens.
Det er dobbelt så meget som den nuværende og almindeligt anerkendte grænse på 150 gange Solens masse.
Eksistensen af disse monstre, der er millioner af gange mere lysstærke end Solen - og som taber sig på grund af kraftige vinde - kan give et svar på spørgsmålet om, hvor tunge stjerner kan blive.
10 mio. gange lysstærkere end Solen
Et hold af astronomer ledet af Paul Crowther, professor i astrofysik ved universitetet i Sheffield, har brugt ESOs Very Large Telescope (VLT) samt arkivdata fra NASA/ESAs Hubble-rumteleskop til at lave detaljerede studier af to unge stjernehobe, NGC 3603 og RMC 136a.
NGC 3603 er en kosmisk fabrik, hvor stjerner dannes på en voldsom måde af stjernetågens udstrakte skyer af gas og støv. Hoben befinder sig 22.000 lysår fra Solen.
RMC 136a (oftere kendt som R136) er en anden hob af unge, tunge og varme stjerner, der befinder sig inde i Tarantel-tågen i en af vores nabogalakser, den Store Magellanske Sky, der ligger 165.000 lysår væk.
\ Fakta
VIDSTE DU
Holdet har fundet flere stjerner med overfladetemperaturer på over 40.000 grader, hvilket er mere end syv gange varmere end Solen.
Stjernerne er også noget større og flere millioner gange mere lysstærke end Solen. En sammenligning med modelberegninger viser, at flere af disse stjerner må være født med masser på over 150 gange Solens. Stjernen R136a1, som findes i R136-hoben, er den tungeste stjerne, der nogensinde er fundet.
Den har en aktuel masse på omkring 265 gange Solens og var hele 320 gange tungere end Solen, da den blev født.
Ikke alene er R136a1 den tungeste stjerne, der nogensinde er fundet, men den har også den største energiudsendelse, næsten 10 millioner gange større end Solens.
»På grund af sjældenheden af disse monstre, tror jeg det er usandsynligt, at denne nye rekord bliver slået foreløbig,« siger Crowther.
Stjerner taber sig
Som en kontrol af de anvendte modelberegninger har astronomerne også direkte målt to stjerners masser, der hører til et dobbeltstjernesystem i NGC 3603. Det er anslået, at stjernerne A1, B og C i denne hob har haft masser over eller tæt ved 150 gange Solens, da de blev født.
Meget tunge stjerner har en meget kraftig udstrømning af materiale - såkaldte stjernevinde.
»I modsætning til mennesker fødes disse stjerner tunge og taber sig så, mens de bliver ældre,« siger Paul Crowther.
»Idet den er lidt over en million år gammel, er den mest ekstreme stjerne, R136a1, nu allerede 'midaldrende' og har gennemgået en intens slankekur, hvor den har smidt en femtedel af sin oprindelige masse gennem sin levetid, svarende til mere end halvtreds gange Solens masse.«
Godt vi ikke er naboer
Hvis R136a1 erstattede Solen i vores solsystem, ville den overstråle Solen ligeså kraftigt, som Solen i øjeblikket overstråler Månen.
»Dens store masse ville reducere længden af Jordens år til tre uger og den ville bade Jorden i utrolig intens ultraviolet stråling, hvilket ville gøre liv på vores planet umuligt,« siger Raphael Hirschi fra Keele University.
Disse supersværvægts-stjerner er ekstremt sjældne og de dannes kun i de mest tætpakkede stjernehobe. At skelne de enkelte stjerner - som det nu er blevet gjort for første gang - kræver den udsøgte opløsningsevne, som VLTs infrarøde instrumenter har.
Stjerne rykker ved grænserne
Forskerholdet har også vurderet den størst mulige masse for stjerner i disse hobe samt det relative antal af de tungeste af dem.
På grund af sjældenheden at disse monstre, tror jeg det er usandsynligt, at denne rekord bliver slået foreløbigt
PaulCrowther,professor i astrofysik
»De mindste stjerner er begrænset til mere end omkring firs gange Jupiters masse. Herunder er de 'mislykkede stjerner' eller brune dværge,« siger Olivier Schnurr fra Astrophysikalisches Institut Potsdam.
»Vores nye opdagelse støtter den tidligere opfattelse af, at der også er en øvre grænse for, hvor stor en stjerne kan blive, selvom den hæver grænsen med en faktor to til omkring 300 gange Solens masse.«
I R136 havde kun fire stjerner ved fødslen masser på mere end 150 gange Solens, men de er ansvarlige for næsten halvdelen af hele hobens vind- og strålingskraft, selvom den består af omkring 100.000 stjerner i alt.
R136a1 alene afleverer så meget energi til sine omgivelser, at det svarer til mere end en faktor halvtreds i forhold til hoben i Oriontågen - det område med dannelse af tunge stjerner, der ligger tættest på Jorden.
Lavet i samarbejde med Astronomibladet.dk
\ Nye udfordringer til teoretikerne
At forstå hvordan supertunge stjerner dannes er indviklet nok på grund af deres meget korte liv og kraftfulde vinde.
Opdagelsen af ekstreme tilfælde som R136a1 gør dog dette arbejde endnu mere udfordrende for teoretikerne.
»Enten er de født så store eller også er mindre stjerner smeltet sammen for at danne dem,« forklarer Crowther.
Stjerner mellem omkring 8 og 150 gange Solens masse eksploderer ved udgangen af deres korte liv som supernovaer og efterlader eksotiske rester, enten neutronstjerner eller sorte huller.
Nu da eksistensen af stjerner med masser mellem 150 og 300 gange Solens masse er fastslået, åbner astronomernes resultater for den mulige eksistens af usædvanligt klare, 'par-instabilitets-supernovaer'. De sprænger sig selv helt i stykker og efterlader ikke nogen rest, men spreder op til ti gange Solens masse af jern ud i deres omgivelser. Et par kandidater til sådanne eksplosioner er allerede blevet bragt på banen i de seneste år.
