Kompakt, tredobbelt stjernesystem af helt usædvanlig størrelse opdaget for første gang

Når man sammenholder det med dét vi tror vi ved om stjernedannelse, er systemet en anomali og kan tvinge os til at ændre vore antagelser. Systemet er ekstremt kompakt, stjernerne er meget tæt på hinanden og nøglen til at forstå deres dannelsesproces skal måske findes ved hjælp af en kombination af forskellige ekspertiser i dynamik og stjernedannelses-fysik. Resultatet er nu udgivet i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

Tredobbelt stjernedannelse på den helt store skala

Stjernesystemet består af et binært sæt af stjerner – to stjerner som er i kredsløb om hinanden, samt en tredje, endnu større stjerne, som er i kredsløb om de to.

”Vi kender mange tertiære systemer (systemer med tre stjerner), men de er typisk meget mindre. De meget tunge stjerner i dette system er endda meget tæt på hinanden – det er et kompakt system. Det binære sæt har et kredsløb om dagen, ligesom Jordens rotation. Deres masse tilsammen er ca. 12 gange større end Solen – altså temmelig store stjerner. Den tredje stjerne er endnu større, ca. 16 gange større end solen!

Det indre kredsløb har en cirkulær form, mens den tredje stjerne har tæt på seks kredsløb, i en let oval bane, om året omkring det binære sæt. Temmelig hurtigt, når man tænker på deres størrelse – ikke overraskende, så er systemet meget stærkt lysende, og til at begynde med blev de klassificeret kun som et binært stjernesystem”.

Amatørastronomers dedikation førte til opdagelsen af stjernesystemet

Den oprindelige opdagelse af det specielle systems unikke sammensætning er faktisk også speciel på den måde, at det blev opdaget af amatør-astronomer.

En gruppe amatør astronomer var i færd med at gennemgå et offentligt tilgængeligt datasæt fra NASAs TESS observatorium (Transiting Exoplanet Survey Satellite) og fandt noget, som var lidt ud over normalen. Professionalismen blandt amatører kan have et ganske højt niveau og de gjorde de professionelle astronomer opmærksomme på anomalierne i opdagelsen.

Det viste sig, at hvad der tidligere havde været opfattet som to stjerner faktisk var tre. Grupper som disse kaldes ”borger-videnskabsfolk” (Citizen scientists).

Kombination af ekspertiserne i dynamik og stjerne-udvikling viste sig at være frugtbar

Post doc Alejandro Vigna-Gomez forklarer, at i processen med at udforske stjernesystemet, måtte de gennemgå forskellige scenarier.

• Hvis den største stjerne dannedes først, ville det være sandsynligt, at den havde udkastet materiale som ville have ødelagt dannelsen af et binært stjernepar så tæt på.
• En anden mulighed var, at det binære par og den tredje stjerne dannedes uafhængigt af hinanden og senere blev låst i deres kredsløb om hinanden på grund af tyngdekraften.
• En tredje mulighed var, at to binære par blev dannet, og det ene par smeltede sammen til én større stjerne.

Det var lige nøjagtig i denne proces, at de fælles anstrengelser mellem Bin Liu, ekspert i dynamik og Alejandro Vigna-Gomez’ viden om stjernedannelse kom til deres ret. De kodede mulighederne og lavede mere end 100.000 kørsler i computeren, for at finde det mest sandsynlige resultat af scenariet.

Det viste sig at være til fordel for den sidste mulighed – at to binære stjernepar dannedes først og det ene endte med at blive til én større stjerne.

Vejen frem herfra kræver deltagelse af en astronom med speciale i observationer

”Nu har vi en model for det mest sandsynlige scenarie for oprindelse til det unikke system. Men en model er ikke nok. Og der er to måder vi enten kan bevise eller afmontere vores teori om dannelsen”, forklarer Post doc Alejandro.

”Den ene måde er at studere systemet i detaljer, og den anden måde er at lave en statistisk analyse på en population af stjerner.

Hvis vi går efter at studere detaljerne, er vi nødt til at forlade os på endnu en astronoms ekspertise. Vi har allerede nogle foreløbige observationer, men vi er nødt til at gennemgå data for at blive sikre på, at vi fortolker dem rigtigt”.

Bin Liu fortsætter: ”Vi opfordrer også folk i det videnskabelige samfund til at se grundigt på dataene”, siger Bin Liu. ”Måske er der flere kompakte systemer begravet i dataene? Vi vil naturligvis meget gerne vide, om denne type systemer er almindelige i Universet”.

Alejandro Vigna-Gomez og Bin Liu er nu trådt ind på en vej, der involverer en helt masse arbejde for sig selv. ”Vi skal have fundet et passende teleskop med tilgængelig observationstid et eller andet sted i verden, og vi skal tale med nogen, som virkelig er ekspert, set fra det observationelle synspunkt.

Data fra teleskoper skal forstås på den rigtige måde. Dét man ser i et teleskop er ikke helt dét man får, så at sige. Det skal tolkes”. Flere samarbejder er altså undervejs, helt i Niels Bohrs ånd, siger Alejandro: ”En kineser og en mexikaner med hvert sit forskellige felt, dynamik og stjernedannelse, mødes på Niels Bohr Institutet og er nu på vej til endnu flere videnskabelige samarbejder”.

Link til den videnskabelige artikel:

• Offentligt tilgængelig arXiv version: https://arxiv.org/abs/2204.10600
• Journal version: https://academic.oup.com/mnrasl/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnrasl/slac067/6620840