탄소 스타의 신비한 죽음은 6개의 링 서커스처럼 펼쳐집니다.

V Hydrae(V Hya)를 연구하는 과학자들은 별의 신비한 죽음의 고통을 전례 없이 자세하게 목격했습니다. 아타카마 ALMA(Large Millimeter/submillimeter Array)와 허블 우주 망원경(HST)의 데이터를 사용하여 팀은 물질이 우주로 빠르게 분출되면서 천천히 팽창하는 고리 6개와 모래시계 모양의 구조 2개를 발견했습니다. 연구 결과는 천체물리학 저널( The Astrophysical Journal )에 게재될 예정 이다.

 

V Hya는 탄소가 풍부한 점근거성가지(AGB) 별이며 지구에서 물뱀자리 방향으로 약 1,300광년 떨어져 있습니다. 태양보다 크거나 같은 질량을 가진 별의 90% 이상이 핵 과정을 구동하는 데 필요한 연료가 제거됨에 따라 AGB 별으로 진화합니다. 수백만 개의 별 중에서 V Hya는 약 8.5년마다 발생하는 극한 규모의 플라즈마 분출과 V Hya의 폭발적인 행동.

"우리의 연구는 100,000년 이상에 걸쳐 느리고 비교적 안정된 구형 바람을 통한 연료의 대량 방출을 통해 AGB 별이 죽는 방법에 대한 전통적인 모델이 기껏해야 불완전하거나 최악의 경우 올바르지 않다는 것을 극적으로 확인시켜줍니다."

 

NASA 제트 추진 연구소의 천문학자이자 이 연구의 수석 연구원인 Raghvendra Sahai가 말했습니다. "가까운 항성 또는 항성 이하 동반자가 그들의 죽음에 중요한 역할을 할 가능성이 매우 높으며, 쌍성 상호작용의 물리학을 이해하는 것은 천체 물리학 전반에 걸쳐 중요하고 가장 큰 도전 중 하나입니다. V Hya의 경우, 근처에 있고 가상의 먼 동반성은 적어도 어느 정도는 6개의 고리가 존재하고 별의 기적적인 죽음을 초래하는 고속 유출에 책임이 있습니다."

 

UCLA의 천문학자이자 이번 연구의 공동 저자인 마크 모리스(Mark Morris)는 "V Hydra는 대부분의 후기 적색거성이 하는 대기(궁극적으로 질량의 대부분)를 방출하는 과정에서 포착되었습니다. 놀랍게도, 우리는 이 경우 물질이 일련의 유출 고리로 방출되고 있다는 것을 발견했습니다. 이것은 AGB 별에서 분출되는 가스가 밖으로 흘러 나올 수 있다는 것을 본 것은 이번이 처음이자 유일한 것입니다. 일련의 확장된 '연기 고리'의 형태로." 6개의 고리는 대략 2,100년에 걸쳐 V Hya에서 바깥쪽으로 확장되어 별 주위에 고밀도의 플레어 및 뒤틀린 디스크 구조의 성장을 촉진하고 물질을 추가했습니다. 팀은 이 구조를 DUDE 또는 Disk Undergoing Dynamical Expansion이라고 명명했습니다.

 

모리스는 " 항성 진화 의 최종 상태( 별이 적색 거성 에서 백색 왜성 잔해로 끝나는 전환을 겪을 때 )는 잘 이해되지 않는 복잡한 과정"이라고 말했다. "이 과정이 고속의 간헐적인 물질 제트의 생성과 동시에 가스 고리의 방출을 포함할 수 있다는 발견은 별이 어떻게 죽는지에 대한 우리의 탐구에 새롭고 매혹적인 주름을 가져옵니다."

죽어가는 탄소가 풍부한 별 V Hya를 연구하는 과학자들은 별이 물질을 방출함에 따라 형성되는 천천히 팽창하는 고리 6개를 발견했습니다. 여기에 합성으로 표시된 이러한 유출 고리와 여섯 번째 고리의 확산 호 구조는 12CO 탄소 동위 원소 방출 라인에서 적당히 볼 수 있으며 13CO 탄소 동위 원소의 관점에서 잘 정의됩니다. 이 고리는 별의 죽음에 대한 이전에 알려지지 않은 이야기의 일부이며 과학자들이 "최종막"에서 일어나는 일을 밝히는 데 도움이 됩니다. 

사하이는 “뷔야는 짧지만 오래가지 못하는 결정적인 전환기에 있는데 이 단계에서 스타를 찾기가 어렵다. 우리는 운이 좋아 V Hya의 다양한 질량 손실 현상을 모두 이미지화하여 죽어가는 별이 삶의 마지막에 질량을 잃는 방식을 더 잘 이해할 수 있었습니다."

 

팽창하는 고리와 뒤틀린 원반의 전체 세트 외에도 V Hya의 마지막 막은 시속 50만 마일(240km) 이상의 빠른 속도로 팽창하는 두 개의 모래시계 모양 구조와 추가 제트기 모양 구조를 특징으로 합니다. km/s). 큰 모래시계 구조는 이전에 행성상 성운에서 관찰되었습니다. MyCn 18(새겨진 모래시계 성운으로도 알려짐)은 남쪽 Musca 별자리에 있는 지구에서 약 8,000광년 떨어져 있는 젊은 방출 성운과 더 잘 알려진 Southern Crab입니다. 지구에서 약 7,000광년 떨어진 남쪽 센타우루스자리에 위치한 방출 성운.

 

Sahai는 "우리는 1981년에 매우 빠른 유출의 존재를 처음 관찰했습니다. 그런 다음 2022년에 V Hya에서 고속으로 분출된 소형 플라즈마 덩어리로 구성된 제트와 같은 흐름을 발견했습니다. 그리고 이제 광각의 발견 V Hya의 유출은 점을 연결하여 이 매우 밝은 적색 거성이 현재 있는 진화 단계에서 이러한 모든 구조가 어떻게 생성될 수 있는지 보여줍니다."

 

별을 둘러싸고 있는 먼지의 거리와 밀도로 인해 V Hya를 연구하려면 매우 멀리 있고 대부분의 광학 망원경으로는 감지하기 어렵거나 불가능한 물질을 명확하게 볼 수 있는 능력을 가진 고유한 장비가 필요했습니다. 팀은 ALMA의 Band 6(1.23mm) 및 Band 7(0.85mm) 수신기를 사용하여 별의 다중 고리와 유출을 극명하게 선명하게 드러냈습니다.

 

NRAO/ALMA의 천문학자이자 NSF 프로그램 담당자인 Joe Pesce는 "저질량 별의 마지막 단계, 특히 AGB 단계에서 일어나는 과정은 오랫동안 천문학자들을 매료시켰고 이해하기 어려웠습니다."라고 말했습니다. "ALMA의 기능과 해상도는 마침내 우리가 몇 가지 답변을 제공하고 우주의 대부분의 별에서 발생하는 사건에 대한 이해를 높이는 데 필요한 특별한 세부 사항으로 이러한 사건을 목격할 수 있게 해줍니다."

 

Sahai는 적외선, 광학 및 자외선 데이터를 연구에 통합함으로써 적어도 천문학자들에게 은하수에서 가장 위대한 쇼 중 하나가 될 수 있는 완전한 다중 파장 그림을 생성했다고 덧붙였습니다. "우리가 새로운 관찰 기능으로 V Hya를 관찰할 때마다 그것은 훨씬 더 다양한 인상적인 위업을 특징으로 하는 서커스처럼 됩니다. V Hydrae는 여러 고리와 행위로 우리에게 깊은 인상을 남겼습니다. 비슷한 운명을 경험하는 날, 그것은 우리를 황홀하게 만듭니다."