Solen må vara det mest massiva objektet i solsystemet – den innehåller 99,8 procent av massan i hela systemet – men på en stjärnskala är den egentligen ganska genomsnittlig. Ungefär hälften av alla kända stjärnor är mer massiva; ungefär hälften har mindre massa. I den övre änden av skalan är den mest massiva kända stjärnan på himlen R136a1, en stjärna som är mer än 300 gånger så massiv som vår sol. Och den är inte ensam om att dvärgstora jordens dominerande stjärna.
Född tung
RMC 136a1, vanligen förkortad som R136a1, ligger cirka 163 000 ljusår från jorden i Tarantelnebulosan. Den här massiva stjärnan ligger utanför vår galax; den är en del av det stora magellanska molnet, en av Vintergatans satellitgalaxer.
Astronomer som arbetar vid Radcliffe-observatoriet i Sydafrika identifierade först en stjärnhop 1960 och gav den namnet RMC 136. När rymdteleskopet Hubble undersökte systemet fann det att klustret bestod av mer än 200 extremt ljusstarka stjärnor; den mest massiva stjärnan fick namnet RMC 136a1.
R136a1 har en uppskattad massa på 315 solmassor, där en solmassa är lika med solens massa. (När den upptäcktes uppskattades dess massa till 265 solmassor, men ytterligare observationer 2016 med NASA:s rymdteleskop Hubble förfinade de ursprungliga mätningarna). Även om detta gör den till den mest massiva kända stjärnan var den en gång i tiden ännu större.
”Till skillnad från människor föds dessa stjärnor tunga och tappar i vikt när de åldras”, berättade Paul Crowther, forskare vid University of Sheffield i England, för Space.com 2010. ”Eftersom den mest extrema stjärnan R136a1 är lite mer än en miljon år gammal är den redan ”medelålders” och har genomgått ett intensivt viktminskningsprogram.”
Och även om R136a1 är den mest massiva kända stjärnan är den inte den största, eftersom den bara sträcker sig ungefär 30 gånger vår sols radie. Den största kända stjärnan är UY Scuti, en hypergigant med en radie någonstans runt 1 700 gånger större än vår sol. Dess massa är dock bara 30 gånger större än vår närmaste stjärna.
Om R136a1 bytte plats med solen skulle den överglänsa vår närmaste stjärna lika mycket som solen för närvarande överglänser månen. Dess kraftiga strålning skulle få allvarliga konsekvenser för jorden.
”Dess stora massa skulle förkorta jordens år till tre veckor, och den skulle bada jorden i otroligt intensiv ultraviolett strålning, vilket skulle omöjliggöra liv på vår planet”, säger Raphael Hirschi, medlem av forskargruppen vid Keele University i England.
Formning av galaxen
R136a1 är en Wolf-Rayet-stjärna, en sällsynt klass av massiva stjärnor med framträdande tecken på joniserat helium och kol eller kväve. Medan stjärnor som solen huvudsakligen består av väte och helium har Wolf-Rayet-stjärnor stora mängder av andra tunga grundämnen.
Dessa stjärnor lyser starkt, med yttemperaturer som sträcker sig från 53 000 till 340 000 grader Fahrenheit (30 000 till 200 000 grader Celsius). Solens yta når däremot bara 10 000 grader Fahrenheit (5 500 grader Celsius).
Massiva stjärnor som R136a1 kan ha djupgående effekter på sin omgivning. Deras höga strålningstryck tros driva kraftfulla stjärnvindar. Vindarna kan distribuera omkring 10 solmassor av material per miljon år med hastigheter på upp till 3 000 kilometer per sekund.
Wolf-Rayet-stjärnor har ett liv som är mycket kortare än solens cirka 10 miljarder år långa livslängd, endast cirka 5 miljoner år. Forskarna känner till drygt 200 Wolf-Rayet-stjärnor i galaxen, men Vintergatan beräknas innehålla så många som 2 000 av dem, varav de flesta döljs av damm. Ungefär hälften av Wolf-Rayet-stjärnorna tros ha följeslagare, antingen en annan massiv stjärna, ett svart hål eller en neutronstjärna.
Massiva stjärnor exploderar som supernovor som kan ge sina galaxer tunga grundämnen. Medan universum till en början var fyllt av väte och helium är stjärnor de fabriker som omvandlar dessa lätta grundämnen till nästan alla andra grundämnen. När massiva stjärnor dör en explosiv död blåser de bort detta material, där det samlas in av andra stjärnor och bildas till planeter.
Massiva stjärnor är också ansvariga för neutronstjärnor. När en Wolf-Rayet-stjärna exploderar kan den lämna efter sig en tät neutronstjärnekärna. Kollisioner mellan neutronstjärnor tros vara en källa till gravitationsvågor.
Andra massiva stjärnor
R136a1 är den mest massiva kända stjärnan i universum, men den är långt ifrån unik. En studie från 2018 av Tarantelnebulosan, även kallad 30 Doradus eller 30 Dor, avslöjade att R136a1 inte är ensam; nebulosan hyser flera andra stjärnor med de största massorna som hittills upptäckts. Under jakten på stjärnor som är mer än 30 solmassor stora hittade forskarna en mängd mycket större stjärnor.
”När vi insåg att 30 Dor hyser många fler massiva stjärnor än vad vi tidigare trott blev vi förbryllade och trodde att vi hade gjort något fel”, säger Fabien Schneider, astronom vid universitetet i Oxford i England, till Space.com. ”Jag skulle säga att detta i viss mån var ett slumpmässigt fynd medan vi syftade på andra frågor.”
Schneider och hans kollegor använde European Southern Observatory’s Very Large Telescope i Chile för att analysera massorna och åldrarna hos omkring 800 massiva stjärnor i Tarantulanebulosan. De hittade cirka 30 procent fler stjärnor med massor som är mer än 30 gånger större än solens än vad de förväntade sig, och cirka 70 procent fler än förväntat över 60 solmassor.
”Tidigare har det föreslagits att stjärnor över 150 solmassor inte kan bildas”, säger Schneider. Men mot bakgrund av den nya studien ”verkar det troligt att stjärnor med upp till 200-300 solmassor faktiskt kan bildas”.”
Några av de andra mest massiva stjärnorna är:
- R136c: 230 solmassor
- BAT99-98: 226 solmassor
- R136a2: 195 solmassor
- Melnick 42: R136a3: 180 solmassor
- Melnick 34: 179 solmassor
Alla dessa stjärnor ligger i Tarantelnebulosan i det stora magellanska molnet.
R136a1 fortsätter att hålla rekordet sedan den upptäcktes, och kan förbli i topp en tid framöver.
”På grund av sällsyntheten hos dessa monster tror jag att det är osannolikt att det nya rekordet kommer att slås inom kort”, säger Crowther.
Den mest massiva stjärnan i Vintergatan
De flesta av de mest massiva stjärnor som hittills är kända ligger i det stora magellanska molnet, en satellitgalax till Vintergatan. Vintergatan har dock sina egna utmanare. Stjärnan HD 15558-A väger 152 solmassor. Det är en jättestjärna av O-typ med en mindre kompanjonstjärna av O-typ. Dess stora massa jämfört med dess övriga stjärnparametrar har fått vissa forskare att spekulera i att den i själva verket kan vara en dubbelstjärna, vilket gör hela samlingen till ett trippelstjärnesystem.
Den enorma stjärnan kretsar kring galaxen i dess Perseusarm i det öppna klustret IC 1805, som ligger i stjärnbilden Cassiopeia.
I så fall är den näst största Vintergatans utmanare NGC 3603-B, även känd som HD 97950B. Liksom R136a1 är NGC 3603-B en Wolf-Rayet-stjärna. Den är en del av den stjärnbildande regionen NGC 3603, som kretsar i Vintergatans Carina-spiralarm.
Följ Nola Taylor Redd på @NolaTRedd, Facebook eller Google+. Följ oss på @Spacedotcom, Facebook eller Google+.
Renoverade nyheter