Astronomer mäter hittills största magnetfält runt massiv stjärna, med sin långsamma rotation som den drar runt jätte mantel fångade partiklar

11 September 2012
Fort Davis, Texas - En grupp astronomer ledda av Gregg Wade av Royal Military College i Kanada har använt Hobby-Eberly Telescope (HET) vid University of Texas i Austin McDonald Observatory och Kanada-Frankrike Hawaii Telescope (CFHT) om Hawaiis Mauna Kea att mäta mest magnetiska massiv stjärna ännu. Deras arbete publiceras i dagens nummer av den forskning tidskriften månad märker av det kungliga Astronomical Society.
Stjärnan magnetfält är 20.000 gånger starkare än solens, och nästan 10 gånger starkare än den upptäcks runt någon annan stjärna. Vid ungefär 35 gånger solens massa, ligger O-typ stjärnan NGC 1624-2 i den öppna stjärnhopen NGC 1624, cirka 20.000 ljusår bort i stjärnbilden Perseus.
Denna stjärna är ett extremt fallstudie för att hjälpa astronomer att bättre förstå alla massiva stjärnor, som spelar en viktig roll i utvecklingen av galaxer.
"Förstå utvecklingen av massiva stjärnor, de som exploderar som core-kollaps supernovor, är verkligen viktigt", säger teammedlem Anne Pellerin av Kanadas Mount Allison University. (Tidigare forskare vid Texas A & M University, använde Pellerin Hobby-Eberly teleskop via ett avtal mellan University of Texas i Austin och Texas A & M)
När stjärnorna exploderar, är de tunga grundämnen födda i kärnorna utspridda i rymden, förklarade hon. "I det stora hela är solen föddes ur spillrorna av en supernova som exploderade - det är hur vi får järn."
Dessutom, trots sina korta liv (NGC 1624-2 kommer att leva bara fem miljoner år, eller en tiondel av en procent av solens nuvarande ålder i medelåldern), massiva stjärnor forma galaxerna där de bor. "Deras starka vindar, intensiva fält strålning och dramatiska explosioner supernova gör dem de primära skulptörer struktur, kemi och evolution galaxer," Wade sagt.
Men "massiva stjärnor är sällsynta," Pellerin sagt. "Allt vi kan göra för att lära känna dem är bra." Hon förklarade att de extrema magnetfält massiva stjärnor inte väl förstådd.
"Det viktigaste konsekvensen av det starka magnetfältet är att den binder och styr stellar vind NGC 1624-2 till en mycket stort avstånd från stjärnan - 11,4 gånger stjärnans radie," Wade sagt. "Den enorma volymen av denna magnetosfär är anmärkningsvärt. Det är mer än fyra gånger större än för någon annan jämförbar massiv stjärna, och i fråga om volym är det runt 80 gånger större." Stjärnan magnetfält påverkar även den interna strukturen i NGC 1624-2, sade han.
Således magnetfältet kan starkt påverka en massiv stjärnas liv, från födelse till supernova död. Men eftersom dessa magnetfält är dåligt förstådda, modeller av stjärnornas utveckling är ofullständiga.
"Vi behöver observationer av stjärnor som NGC 1624-2 att lära oss vad som verkligen händer," Wade sagt.
Teamet ville bättre förstå denna typ av monster stjärna, men det är så långt, och omgiven av damm, att de behövde ett stort teleskop med enorma ljus-insamling makt att studera dess ljus i detalj.
"Denna stjärna är svårt att observera eftersom det är mycket släckas av damm," Pellerin sagt. "Det gör det svagare, så det tar ett större teleskop spegel." De använde 9,2-meters HET tillsammans med sin högupplöst Spectrograph instrument.
De retade ut stjärnans rotation genom att studera upprepade mönster i stjärnans spektrum från HET. Mönstren i spektra orsakas av vindar som kommer ut från stjärnan.
"De vindar massiva stjärnor är mycket tät, särskilt jämfört med solens", som kallas solvinden, sade Pellerin. "Dessa stjärnor förlorar en massa massa genom sina vindar -. Upp till 30 procent över hela deras liv Vinden är en plasma, som består av laddade partiklar som följer linjerna i det magnetiska fältet," förklarade hon. "Det skapar några konstiga funktioner i spektra."
En upprepning av sådana "konstiga funktioner" i stjärnans ljus får laget att räkna ut att stjärnan roterar ganska långsamt: Det tar denna stjärna ungefär 160 Earth dagar att rotera en gång på sin axel. (För jämförelse, tar det solen ca 25 dagar att rotera kring sin axel.)
"Vi tror att stjärnan blir långsammare eftersom det måste dra sitt vind runt - eftersom vinden är bunden till det magnetiska fältet," Wade sagt. "Detta är något som måste testas, men det ser mycket troligt."
För att mäta styrkan i stjärnans magnetfält, använde laget Kanada-Frankrike-Hawaii Telescope (CFHT) tillsammans med ett instrument som kallas ESPaDOnS. Specifikt, mätt de små skevheter i rotationsriktningen av de elektromagnetiska vågorna absorberas eller emitteras av atomer ligger i området.
"Ett överskott av medurs-roterande vågor indikerar ett magnetfält pekar mot oss, medan ett överskott av moturs-roterande vågor indikerar ett magnetfält pekar bort från oss," Wade sagt. "Ju större överskott, desto större magnetfältet. Dessa excesser är oftast mycket liten och kräver många observationer eller noggrann bearbetning av data för att locka fram signalen. Men i fallet med NGC 1624-2 var det uppenbart från vår första observationerna som ett anmärkningsvärt starkt magnetfält var närvarande. "
ESPaDOnS är den mest kraftfulla instrumentet i världen för denna typ av arbete, säger Wade.
Grundades 1932, är värd för University of Texas i Austin McDonald Observatory en flera teleskop genomför en mängd astronomisk forskning inom de mörkaste natthimmel av alla professionella observatorium i kontinentala USA. McDonald är hem till en av världens största teleskop, det 9,2 meter Hobby-Eberly Telescope, ett gemensamt projekt för University of Texas i Austin, Pennsylvania State University, Ludwig Maximilians Universität München, och Georg-August-Universität Göttingen. Internationellt ledande inom astronomi utbildning och uppsökande verksamhet, är McDonald Observatory banbrytande också nästa generation av astronomisk forskning som en partner i Giant Magellan Telescope.
- SLUT -

Taget och översat från  http://mcdonaldobservatory.org/news/releases/2012/0911

Hälsningar 
Thomas Tranåker