Astronomen, die das VLBA-Radioteleskop (Very Long Baseline Array) der National Science Foundation verwenden, haben die Bewegung einer gewalttätigen Region verfolgt, in der die starken Winde zweier Riesensterne ineinander schlagen. Der Kollisionsbereich bewegt sich, wenn sich die Sterne, die Teil eines Binärpaares sind, gegenseitig umkreisen, und die genaue Messung seiner Bewegung war der Schlüssel, um wichtige neue Informationen über die Sterne und ihre Winde freizuschalten.
Beide Sterne sind viel massereicher als die Sonne - einer etwa 20-mal so groß wie die Sonnenmasse und der andere etwa 50-mal so groß wie die Sonnenmasse. Der Stern mit 20 Sonnenmassen ist ein Typ, der als Wolf-Rayet-Stern bezeichnet wird und durch einen sehr starken Wind von Partikeln gekennzeichnet ist, die von seiner Oberfläche nach außen getrieben werden. Der massereichere Stern hat auch einen starken Außenwind, der jedoch weniger intensiv ist als der des Wolf-Rayet-Sterns. Die beiden Sterne, Teil eines Systems mit dem Namen WR 140, kreisen in einer elliptischen Umlaufbahn, die ungefähr so groß ist wie unser Sonnensystem.
„Das spektakuläre Merkmal dieses Systems ist die Region, in der die Winde der Sterne kollidieren und eine helle Funkemission erzeugen. Wir konnten diese Kollisionsregion verfolgen, während sie sich mit den Umlaufbahnen der Sterne bewegt “, sagte Sean Dougherty, Astronom am Herzberg-Institut für Astrophysik in Kanada. Dougherty und seine Kollegen präsentierten ihre Ergebnisse in der Ausgabe des Astrophysical Journal vom 10. April.
Die supersharte Funkvision des kontinentweiten VLBA ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Bewegung der Windkollisionsregion zu messen und dann die Details der Umlaufbahnen der Sterne und eine genaue Entfernung zum System zu bestimmen.
"Unsere neuen Berechnungen der Orbitaldetails und der Entfernung sind von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Natur dieser Wolf-Rayet-Sterne und der Windkollisionsregion", sagte Dougherty.
Die Sterne in WR 140 absolvieren in 7,9 Jahren einen Umlaufzyklus. Die Astronomen verfolgten das System anderthalb Jahre lang und stellten dramatische Veränderungen in der Windkollisionsregion fest.
"Die Leute haben theoretische Modelle für diese Kollisionsregionen ausgearbeitet, aber die Modelle scheinen nicht zu unseren Beobachtungen zu passen", sagte Mark Claussen vom National Radio Astronomy Observatory in Socorro, New Mexico. "Die neuen Daten zu diesem System sollten den Theoretikern viel bessere Informationen liefern, um ihre Modelle der Entwicklung von Wolf-Rayet-Sternen und der Funktionsweise von Windkollisionsregionen zu verfeinern", fügte Claussen hinzu.
Die Wissenschaftler beobachteten die Veränderungen im Sternensystem, als die Umlaufbahnen des Sterns sie auf Pfaden trugen, die sie fast so nahe beieinander bringen wie der Mars zur Sonne und Neptun von der Sonne. Ihre detaillierte Analyse gab ihnen neue Informationen über den starken Wind des Wolf-Rayet-Sterns. An einigen Punkten in der Umlaufbahn emittierte die Windkollisionsregion stark Radiowellen, und an anderen Punkten konnten die Wissenschaftler die Kollisionsregion nicht erkennen.
Wolf-Rayet-Sterne sind Riesensterne, die sich der Zeit nähern, in der sie als Supernovae explodieren.
"Kein anderes Teleskop der Welt kann die von der VLBA enthüllten Details sehen", sagte Claussen. "Diese unübertroffene Fähigkeit ermöglichte es uns, die Massen und andere Eigenschaften der Sterne zu bestimmen und hilft uns, einige grundlegende Fragen über die Natur der Wolf-Rayet-Sterne und ihre Entwicklung zu beantworten." er fügte hinzu.
Die Astronomen planen, WR 140 weiter zu beobachten, um den Änderungen des Systems zu folgen, während sich die beiden massiven Sterne weiterhin umkreisen.
Dougherty und Claussen arbeiteten mit Anthony Beasley vom Atacama Large Millimeter Array Office, Ashley Zauderer von der University of Maryland und Nick Bolingbroke von der University of Victoria, British Columbia, zusammen.
Originalquelle: NRAO-Pressemitteilung
Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation, die im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung von Associated Universities, Inc. betrieben wird.
