siniset tähdet

Miksi kuumat tähdet ovat niin kuumia?

Ke, 06/24/2015 - 16:12 Markus Hotakainen

Aurinko on keskivertotähti, jonka pintalämpötila on noin 5 500 celsiusastetta. Siniset jättiläistähdet leimuavat yli 10 000 asteen lämpötilassa, mutta sekään ei ole vielä mitään verrattuna tiheiden tähtijoukkojen keskustoissa loistaviin kaasupalloihin.

Vaikka näillä oudoilla sinisillä tähdillä on massaa vain puolet Auringon massasta, ne ovat kymmenen kertaa kuumempia: pintalämpötila on siis liki 60 000 astetta.

Tähän saakka on ollut arvoitus, miten niin pienimassaiset tähdet voivat olla niin kuumia ja kirkkaita. Kansainvälinen tutkijaryhmä on nyt selvittänyt syyn kummaan käytökseen.

Tähdet ovat kehittyneet tavallisuudesta poikkeavalla tavalla nopean pyörimisen seurauksena. Vinha pyörimisliike puolestaan johtuu tähtien syntyvaiheiden mullistuksista.

 

Tähtitieteilijät pääsivät ratkaisun jäljille tarkastellessaan pallomaisen tähtijoukon, Omega Centaurin, sisäosien tähtiä ja niiden ominaisuuksia. Tähtijoukot ovat otollisia tähtien kehitystä koskevan tutkimuksen kannalta, sillä niiden tähdet syntyvät samaan aikaan, mutta kehittyvät vaihtelevan massansa mukaan eri tahtiin.

Tai näin on luultu. Omega Centaurin kaikki 10 miljoonaa tähteä eivät olekaan samanikäisiä. "Sinisten tähtien täytyy olla toista sukupolvea", toteaa tutkimusryhmään kuulunut Aaron Dotter

Kun tähti tiivistyy kaasu- ja pölypilvestä, sen ympärille muodostuu ionisoituneesta kaasusta koostuva litteä kiekko. Tähden magneettikenttä lukkiutuu kaasukiekkoon, joka vähitellen hidastaa tähden alkujaan nopeaa pyörimisliikettä. Siksi esimerkiksi Auringon pyörähdysaika on melkein kuukausi.

"Kun tällainen tähti on muodostunut miljardeja vuosia sitten tähtijoukon tiheässä keskustassa, toinen tähti on törmännyt sitä ympäröineeseen kaasukiekkoon ja hajottanut sen", kertoo toinen ryhmän jäsen Antonino Milone.

 

Silloin tähden pyörimisliike ei hidastukaan, vaan se päinvastoin kiihtyy, kun tähteen kertyy lisää ainetta. Nopea pyöriminen vaikuttaa tähden myöhempään kehitykseen, sillä se kuluttaa vetyä hitaammin: sitä riittää yli kymmeneksi miljardiksi vuodeksi.  

Kun vety on vähissä, fuusioreaktiot alkavat käyttää heliumia. Tähden lämpötila nousee, mutta nyt tutkituilla sinisillä tähdillä se nousee tavallistakin enemmän. Muista tähdistä poikkeavan kehityksen seurauksena tähden ydin on massiivisempi ja se säteilee huomattavasti voimakkaammin kuin samassa kehitysvaiheessa olevat tavalliset tähdet.

Tutkimuksesta kerrottiin Australian kansallisen yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: ESO/INAF-VST/OmegaCAM (tähtijoukon keskusalueet), Hubble Space Telescope/NASA (Omega Centauri), Marco Galliani/INAF (tähti ja kaasukiekko)