En studie som tittat närmare på jättestjärnan R Doradus visar att stoftkornen runt stjärnan är för små för att driva kraftfulla vindar. Resultatet utmanar bilden av hur livsnödvändiga atomer sprids genom vår galax.
För att förstå livets ursprung på jorden är det viktigt att veta hur jättestjärnor driver sina vindar. I decennier har astronomer trott att vindarna från röda jättestjärnor – som förser galaxen med kol, syre, kväve och andra grundämnen som är nödvändiga för liv – drivs av stjärnljus som trycker på nybildat stoft. Nya observationer av jättestjärnan R Doradus utmanar nu den bilden.
– Vi trodde att vi hade en ganska bra bild av hur processen fungerade, men det visade sig att vi hade fel, säger Theo Khouri, astronom vid Chalmers tekniska högskola, i ett pressmeddelande.
Stoftkornen är för små
Röda jättestjärnor är solens äldre och svalare släktingar. När de åldras förlorar de stora mängder material genom stjärnvindar som berikar rymden med råmaterial till nya planeter och möjligt liv i framtiden. Trots deras betydelse har det länge varit oklart vad som driver dessa vindar.
Nu visar forskarnas studie att stoftkornen runt R Doradus är för små för att stjärnljuset ska kunna knuffa dem tillräckligt hårt ut i den interstellära rymden.
Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope undersökte astronomerna ljus som reflekteras av stoft runt jättestjärnan, i ett område ungefär lika stort som vårt solsystem. Genom analys av polariserat ljus kunde de bestämma stoftkornens storlek och sammansättning, som visade sig motsvara vanliga typer av stjärnstoft som silikater och aluminiumoxid.
Överraskande resultat
Observationerna kombinerades med datorsimuleringar av hur stjärnljus samverkar med stoftet runt stjärnan.
– För första gången kunde vi utföra systematiska tester för att verkligen avgöra om dessa stoftkorn kan känna en tillräckligt stark stöt från stjärnans ljus, säger forskaren Thiébaut Schirmer.
Resultatet överraskade astronomerna. Trycket från stjärnljuset räcker inte – stoftkornen runt R Doradus är omkring en tiotusendels millimeter stora, alldeles för små för att kunna driva stjärnvinden ut i rymden.
– Dammkornen finns där och belyses av stjärnan. Men de ger helt enkelt inte tillräcklig kraft för att förklara det vi ser.
Andra krafter driver stjärnvindarna
I stället pekar resultaten mot att andra, mer komplexa processer spelar en viktig roll. Forskargruppen har tidigare använt teleskopet Alma för att fånga bilder av enorma bubblor som stiger och sjunker på R Doradus yta.
– Även om den enklaste förklaringen inte håller finns det spännande alternativ att utforska. Jättelika konvektiva bubblor, stjärnans pulsationer eller dramatiska händelser där nytt stoft bildas kan alla bidra till att förklara hur dessa vindar sätts i rörelse, säger Wouter Vlemmings, professor vid Chalmers.
Mer om jättestjärnan
R Doradus är en röd jättestjärna som bara ligger 180 ljusår från jorden i stjärnbilden Svärdfisken (Dorado). Den har ungefär samma massa som solen och närmar sig slutet av sitt liv. Stjärnan är en så kallad AGB-stjärna (asymptotic giant branch), som förlorar sina yttre lager till rymden genom täta stjärnvindar av gas och stoft.
R Doradus förlorar motsvarande en tredjedel av jordens massa på tio år, medan andra liknande stjärnor kan förlora massan hundratals eller tusentals gånger snabbare. Om flera miljarder år kommer även solen att bli en stjärna av samma typ som R Doradus.
Vetenskaplig artikel:
An empirical view of the extended atmosphere and inner envelope of the asymptotic giant branch star R Doradus II. Constraining the dust properties with radiative transfer modelling, Astronomy & Astrophysics.
