Astronomisk Anomali: Avkodning av Mysteriet med Blå Superjättestjärnor

Konstnärlig bild av ett binärt system av en röd jättestjärna och en yngre följeslagare som kan smälta samman för att producera en blå superjätte. Kredit: Casey Reed, NASA

Blå superjättar av B-typ är mycket lysande, massiva stjärnor som trotsar traditionella förväntningar genom att ofta dyka upp trots sin teoretiskt korta evolutionära fas. Ny forskning ger nya insikter som visar att många blå superjättar sannolikt bildas från sammanslagning av massiva binära system. Dessa sammanslagningar förklarar stjärnornas närvaro i det "evolutionära gapet" och deras unika ytegenskaper, vilket tyder på en stor revidering för att förstå deras livscykel och påverkan på galaxbildningen.

Blå superjättar av B-typ är exceptionellt lysande och heta stjärnor, med ljusstyrkor som är minst 10 000 gånger solens och temperaturer 2 till 5 gånger högre. Med massor som sträcker sig från 16 till 40 gånger solens, tros dessa stjärnor existera under en kort och snabb fas av stjärnutvecklingen, vilket gör dem teoretiskt sällsynta. Så varför observerar vi så många av dem?

En viktig ledtråd till deras ursprung ligger i det faktum att de flesta blå superjättar observeras vara singel, det vill säga att de inte har någon detekterbar gravitationsbunden följeslagare. De flesta unga massiva stjärnor observeras dock födas i binära system med följeslagare. Varför är blå superjättar singel? Svaret: massiva binära stjärnsystem "slår samman" och producerar blå superjättar.

I en banbrytande studie ledd av IAC-forskaren Athira Menon simulerade ett internationellt team av beräknings- och observationsastrofysiker detaljerade modeller av stjärnsammanslagningar och analyserade ett prov av 59 tidiga blå superjättar av B-typ i det stora magellanska molnet, en satellitgalax i Vintergatan .

"Vi simulerade sammanslagningarna av utvecklade jättestjärnor med deras mindre stjärnkompisar över ett brett spektrum av parametrar, med hänsyn till interaktionen och blandningen av de två stjärnorna under sammanslagningen. De nyfödda stjärnorna lever som blå superjättar under den näst längsta fasen av en stjärnas liv, när den bränner helium i sin kärna, förklarar Menon.

Enligt Artemio Herrero, IAC-forskare och medförfattare till artikeln, förklarar de erhållna resultaten varför blå superjättar finns i det så kallade "evolutionära gapet" från klassisk stjärnfysik, en fas av deras utveckling där vi inte skulle förvänta oss att hitta stjärnor."

Men kan sådana sammanslagningar också förklara de uppmätta egenskaperna hos blå superjättar? "Anmärkningsvärt nog fann vi att stjärnor födda från sådana sammanslagningar har större framgång i att reproducera ytsammansättningen, särskilt kväve- och heliumförbättringen, i en stor del av provet än konventionella stjärnmodeller. Detta indikerar att sammanslagningar kan vara den dominerande kanalen för att producera blå superjättar”, säger Danny Lennon, en IAC-forskare som också deltog i studien.

Denna studie gör ett stort steg mot att lösa ett gammalt problem med hur blå superjättar bildas och indikerar den viktiga roll stjärnsammanslagningar spelar i morfologin hos galaxer och deras stjärnpopulationer. Nästa del av studien kommer att försöka utforska hur dessa blå superjättar exploderar och bidrar till det svarta hålets neutronstjärnlandskap.