Γιγαντιαία άστρα φωλιάζουν στο νεφέλωμα NGC 6357

Πηγή: ESA/Hubble, 19 Δεκεμβρίου 2006

Πόσο βαρύ μπορεί να είναι ένα αστέρι; Αυτό το αίνιγμα εμφανιζόταν συχνά στους αστρονόμους για δεκαετίες. Η θεωρία δείχνει ότι πρέπει να υπάρχει ένα ανώτερο όριο στη μάζα ενός άστρου κάπου μεταξύ 120 και 300 ηλιακών μαζών. Ακόμα κι αν τα βαριά αστέρια είναι πολύ φωτεινά, οι μετρήσεις των μαζών τους μπορούν να περιπλεχτούν. Η πλειοψηφία των βαρύτερων άστρων -- μερικοί ερευνητές λένε το 90% ή ίσως και περισσότερο ακόμα -- τείνει να γεννηθεί σε πολλαπλά συστήματα που μπορούν εύκολα να μεταμφιεστούν ως ενιαία πολύ βαριά αστέρια. Επιπλέον, αυτά τα άστρα με μεγάλα βάρη είναι τόσο σπάνια που μόνο μερικά από αυτά είναι πολύ κοντά στον ήλιο για να εξεταστούν λεπτομερώς.

Δεξιά: Το νεαρό άστρο βαρέων βαρών Pismis 24-1, στην καρδιά του ανοικτού σμήνους Pismis 24 στην πραγματικότητα είναι δύο άστρα, όπως μας αποκάλυψε το Hubble.

Ένας από τους κορυφαίους υποψηφίους για τον τίτλο του "πρωταθλητή βαρέων βαρών του Γαλαξία" ήταν, μέχρι τώρα, το Pismis 24-1, ένα φωτεινό νέο αστέρι που βρίσκεται στον πυρήνα του μικρού ανοικτού σμήνους άστρων Pismis 24 (τα φωτεινά αστέρια στην εικόνα από τον Hubble) περίπου 8.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Το άστρο Pismis 24-1 θεωρήθηκε πως έχει μια απίστευτα μεγάλη μάζα 200 έως 300 ηλιακές μάζες. Έτσι, θα ήταν κατά πολύ το βαρύτερο γνωστό αστέρι μέσα στον Γαλαξία. Οι νέες μετρήσεις του αστεριού από το Hubble , εντούτοις, έχουν βρει ότι το Pismis 24-1 είναι δύο ξεχωριστά αστέρια, και, με αυτό τον τρόπο, "έχουν διχοτομήσει" τη μάζα του σε περίπου 100 ηλιακές μάζες. Τα περισσότερα άλλωστε άστρα στον ουρανό δεν είναι μονά αλλά διπλά.

Αυτές οι εντυπωσιακές παρατηρήσεις, που εκτελέσθηκαν από μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Ισπανό Jesús Maíz Apellániz του  Ινστιτούτου Αστροφυσικής στην Ανδαλουσία, λήφθηκαν με την υψηλής ανάλυσης κάμερα του Hubble.

Το σμήνος αστεριών Pismis 24 βρίσκεται στον πυρήνα του Νεφελώματος NGC 6357 που έχει έκταση μια μοίρα στον ουρανό προς την κατεύθυνση του αστερισμού Τοξότη. Ένα μέρος του νεφελώματος ιονίζεται από τα νεώτερα (πιο μπλε) βαριά άστρα στο Pismis 24. Η έντονη υπεριώδης ακτινοβολία από τα λαμπρά αστέρια θερμαίνει το αέριο, που περιβάλλει το σμήνος και δημιουργεί μια φυσαλίδα στο NGC 6357.

Η ομάδα κατόρθωσε επίσης να καθορίσει τη μάζα ενός άλλου ογκώδους αστεριού στο σμήνος Pismis 24: Είναι το Pismis 24-17, που η μάζα του είναι περίπου 100 φορές αυτή του ήλιού μας και το σμήνος έχει τουλάχιστον τρία βαριά άστρα μέσα του, κάτι που είναι πολύ σπάνιο περιστατικό για ένα τόσο μικρό σμήνος. Στον Γαλαξία μας, για κάθε άστρο με 65 ηλιακές μάζες που γεννιέται παράγονται άλλα 18.000 αστέρια με μάζα σαν του ήλιου μας. Επιπλέον ένα αστέρι με 65 ηλιακές μάζες ζει μόνο 3 εκατομμύρια χρόνια, ενώ ένα άστρο με μάζα σαν του ήλιου μας μπορεί να έχει 3.000 φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. έτσι υπάρχουν στην πραγματικότητα εκατομμύρια άστρα με τη μάζα του ήλιου μας για κάθε πολύ μεγάλο αστέρι.

Η 'απώλεια βάρους' του Pismis 24-1 (επειδή δεν είναι ένα αλλά δύο ξεχωριστά αστέρια) μπορεί να συνεχιστεί στο μέλλον: οι επίγειες παρατηρήσεις δείχνουν ότι το Pismis 24-1 θα μπορούσε ακόμη και να είναι ένα τριπλό σύστημα αστεριών, κάτι που το Χαμπλ δεν έχει την ικανότητα να δει. Αν και κάθε ένα από τα τρία αστέρια θα είχε κατά μέσο όρο 70 ηλιακές μάζες, θα ήταν ακόμα στην κορυφή των 25 βαρέων βαρών άστρων στον Γαλαξία, αλλά μόνο για μερικά εκατομμύρια χρόνια δεδομένου ότι είναι βέβαιο πως θα τελειώσουν τις ζωές τους ως σουπερνόβα και ότι θα μετατραπούν έπειτα σε μαύρες τρύπες.

Η ομάδα του Jesús Maíz Apellániz προγραμματίζει να μελετήσει το σμήνος Pismis 24 κι άλλο και να εξετάσει άλλα συστήματα με την ελπίδα να πιστοποιήσει ακριβώς πόσο ογκώδες μπορεί να είναι ένα αστέρι.

Τα ογκώδη αστέρια μπορούν να είναι οι πρόδρομοι είτε των μαύρων οπών είτε των άστρων νετρονίων. Πριν όμως καταλήξουν σε αυτά τα αστρονομικά είδη, κάνουν μια υπερκαινοφανή έκρηξη που είναι η τελική θεαματική καύση ενός καταρρέοντας ογκώδους άστρου και οι κύριες πηγές των βαριών στοιχείων στον Κόσμο. Με τη μελέτη των ογκωδών άστρων οι αστρονόμοι αποκτούν μια βαθύτερη επίγνωση των μαύρων οπών, τις σουπερνόβα εκρήξεις και τη χημική σύνθεση του Κόσμου.

Ένα απλό διπλό αστρικό σύστημα αποτελείται από δύο άστρα που περιφέρεται το ένα γύρω από το άλλο, κι αν η μάζα τους είναι παρόμοια τότε η τροχιά περιφοράς βρίσκεται γύρω από ένα κοινό κέντρο βάρους το οποίο βρίσκεται ανάμεσά τους. Αν όμως η μάζα του ενός άστρου είναι πολλαπλάσια της μάζας του άλλου τότε το κοινό αυτό βαρυτικό σημείο βρίσκεται στο εσωτερικό του μεγαλύτερου άστρου και το δεύτερο άστρο φαίνεται να περιφέρεται γύρω από τον μεγάλο του αδελφό, ενώ το μεγαλύτερο άστρο απλώς φαίνεται να «παραπαίει».