În inima Nebuloasei Țânțarului, stelele cu mase ce depășesc de peste o sută de ori masa Soarelui se comportă precum adevărate uragane. O echipă internațională de cercetători, coordonată de Kendall Shepherd de la SISSA din Italia, a demonstrat că aceste stele extrem de masive trebuie să piardă mult mai multă materie prin vânturi stelare decât se estima anterior, pentru a se potrivi cu observațiile astronomice recente.
Fuziuni stelare în sisteme binare
Datele colectate de telescoapele terestre și spațiale au arătat că unele dintre cele mai masive stele descoperite în Nebuloasa Țânțarului apar ca obiecte Wolf-Rayet de tip WNh, cu temperaturi de până la 50.000 °C la suprafață. Pentru ca aceste stele să își mențină compoziția și căldura în pofida pierderilor intense de masă, echipa a explorat scenarii în care stele individuale provin din fuziuni de binare stellare. Modelarea arată că astfel de coliziuni pot crea giganți individuali cu mase excepționale, ale căror vânturi stelare – comparate cu un uragan feroce – îndepărtează constant straturile exterioare.
PARSEC revizuit: rețeta pierderii de masă
Cercetătorii au calibrat o nouă „rețetă” de pierdere de masă, folosind datele observate pentru a ajusta codul de evoluție stelară PARSEC. În versiunile anterioare, stelele foarte masive erau proiectate să se răcească și să se extindă pe măsură ce își consumau hidrogenul. Noile modele, integrate cu vânturi stelare mult mai puternice, explică de ce aceste stele rămân compacte și fierbinți. Astfel, straturile exterioare evacuate permanent nu permit răcirea rapidă, iar suprafața păstrează semnătura caracteristică a unei stele WNh.
Impactul asupra formării găurilor negre
Consecințele acestor descoperiri se extind până la populațiile de găuri negre care izvorăsc din stele masive. Vânturile stelare mai puternice eliberează în spațiu cantități semnificative de materie înainte ca steaua să se prăbușească. Acest proces reduce masa rămasă pentru colapsul final, limitând formarea potențială de găuri negre de masă intermediară. Astfel, în loc să se nască „găuri negre evazive” cu mase de câteva sute de ori cea solară, rezultă în principal găuri negre de masă stellară, în acord cu observațiile detectate prin unde gravitaționale.
Viață și moarte fulgerătoare
Stelele foarte masive ard combustibilul nuclear cu o viteză amețitoare. Dacă Soarele nostru promite o longevitate de circa 10 miliarde de ani, giganții cu mase peste 100 M☉ trăiesc doar câteva milioane, ba chiar sute de mii de ani. În aceste intervale scurte, vânturile lor stânjenesc formarea stelelor din apropiere și contaminează mediul interstelar cu elemente grele. Carbonul, oxigenul și alte nuclee nou formate sunt ejectate în explozia finală de supernovă și se transformă, în final, în cărămizile vieții viitoare.
Significația studiului
„Studierea acestor giganți ne ajută să înțelegem evoluția chimică și dinamică a universului primitiv”, spune Shepherd. Ajustarea modelelor de evoluție stelară în concordanță cu observările directe nu doar că validează teoriile despre vânturile stelare, ci și optimizează predicțiile privind tipurile de supernove și găurile negre asociate.
Privind spre viitor
Odată cu punerea la punct a codului PARSEC recalibrat, cercetătorii pot investiga acum populații stelare din galaxii diferite și condiții de metalicitate variată. Aceste simulări vor explica cum universul și-a construit elementele esențiale pentru viață și ar putea dezvălui noi căi de formare a celor mai exotice obiecte cosmice. Într-o lume în care marile mistere ale spațiului încă așteaptă să fie descifrate, uraganele stelare ne oferă cheia spre înțelegerea evoluției celorlalte universuri posibile.
