ESOn suuri teleskooppi löysi toistaiseksi massiivisimman tähden

Toistaiseksi massiivisin tähti, 265 auringon massan suuruinen, on löydetty Euroopan eteläisen observatorion ESOn Chilessä olevalla suurella VLT-teleskoopilla. Kansainvälinen tutkijaryhmä arvioi että tähden "syntymäpaino" on ollut yli 300 auringon massaa. Teoria on tässä kohdin pahasti jäljessä sillä nykyisten mallien mukaan tähdet voivat syntyessään olla enintään 150 auringon massan suuruisia.
Tutkijat kartoittivat kahta tähtien syntyaluetta, NGC 3603:a ja RMC 136a:ta aiempaa tarkemmin. ESOn VLT-teleskoopin uusien mittausten lisäksi aineistona oli Hubble-avaruusteleskoopin aiemmin kuvaamia kohteita. NGC 3603 sijaitsee omassa linnunradassamme, noin 20 000 valovuoden päässä. Toinen tutkittu alue RMC 136a eli R136 on naapurigalaksissamme, Suuressa Magellanin pilvessä noin 165 000 valovuoden päässä.

Tutkituilta alueilta löytyi useita hyvin kuumia tähtiä joiden pintalämpötila oli yli 40 000 astetta eli seitsemän kertaa enemmän kuin auringon pinnalla. Tällaisten tähtien säteily on myös paljon voimakkaampaa kuin auringon säteily, enimmillään useita miljoonia kertoja kirkkaampaa. Useat hyvin kirkkaista tähdistä ovat syntyessään ilmeisesti olleet yli 150 auringon massan suuruisia.

Suurimmaksi osoittautui Suuren Magellanin pilven tähti R136a1 jonka massaksi mitattiin 265 kertaa auringon massa mutta alkujaan sen massa on ollut jopa 320 auringon massaa. Tähtien mallinnuksen kannalta mielenkiintoinen kohde löytyi myös NGC 3603:sta. Kyseessä on neljän tähden ryhmä, joista kaksi muodostaa toisiaan kiertävän tähtiparin. Kaikkien neljän tähden massat ovat alkujaan olleet lähes 150 auringon massan suuruisia.

Mitä suurempi tähti on, sitä nopeammin se vanhenee. Kaikkein massiivisin tähti R136a1 on vain vähän yli miljoonan vuoden ikäinen mutta tukevasti keski-ikäinen. Se on menettänyt massastaan jo viidenneksen eli noin 50 auringon massan verran.

Näin massiiviset tähdet ovat hyvin harvinaisia ja niitä syntyy vain kaikkein tiheimmissä tähtirykelmissä. Vähintään 150 auringon massan kokoisia tähtiä löytyi R136-alueelta vain neljä. Kaikkiaan alueella sijaitsee noin 100 000 tähteä mutta niiden yhteenlasketusta säteilystä lähes puolet on peräisin neljästä erittäin massiivisesta tähdestä.

Tutkijat pitävät todennäköisenä että tähtien massan yläraja on noin 300 auringon massan luokkaa vaikka teoreettiset mallit eivät näin massiivisten tähtien syntyä pysty vielä selittämään. Polttoaineen loppuessa ne oletettavasti räjähtävät kuten pienemmätkin tähdet, mutta todennäköisesti vielä voimakkaampana supernovana. 8-150 auringon massan kokoisten tähtien loppuräjähdykset tunnetaan kohtuullisen hyvin; räjähdyspilven lisäksi niistä jää jäljelle joko musta aukko tai neutronitähti.

Yli 150 auringon massan kokoisten tähtien räjähdys on ehkä niin voimakas että jäljelle ei jää mitään konkreettista kohdetta vaan kaikki leviää ympäristöön. Mahdollisesti niistä syntyy mm. kymmenen auringon massan verran rauta-atomeja. Joitain tämäntyyppisiä eksoottisia, toistaiseksi selittämättömiä räjähdyksen jäänteitä on avaruudesta löydetty viime vuosina.

(YLE tiede, ESO, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)