WR 104 - WR 104

WR 104
Wr104 sslkeck big.jpg
WR 104
Data pozorování
Epocha 2000      Rovnodennost 2000
SouhvězdíStřelec
Správný vzestup18h 02m 04.07s[1]
Deklinace−23° 37′ 41.2″[1]
Zdánlivá velikost  (PROTI)13.28 (12.7 - 14.6)[2] + 15.36[3]
Vlastnosti
Evoluční fázeVlk – Rayetova hvězda
Spektrální typWC9d / B0,5V[4] + O8V – O5V[5]
Astrometrie
Správný pohyb (μ) RA: 0.161[6] mas /rok
Prosinec: -1.827[6] mas /rok
Paralaxa (π)0.2431 ± 0.0988[6] mas
Vzdálenost2,580±120[5] ks
Absolutní velikost  (M.PROTI)−5.4 (−4.8 + −4.6)[7]
Obíhat[8]
Doba (P)241,5 dne
Poloviční hlavní osa (A)2,34 AU
Excentricita (E)< 0.06
Sklon (i)< 16°
Detaily
Hmotnost30[5] M☉
Zářivost120,000[5] L☉
Stáří7[5] Myr
WR
Hmotnost10[5] M☉
Poloměr3.29[5][A] R☉
Zářivost40,000[5] L☉
Teplota45,000[5] K.
OB
Hmotnost20[5] M☉
Poloměr10[9] R☉
Zářivost80,000[5] L☉
Teplota30,000[5][9] K.
B
Poloměr7.98[5][A] R☉
Zářivost68,000[5] L☉
Teplota≥33,000[5] K.
Jiná označení
V5097 Sgr, IRAS  17590-2337, UCAC 2 22296214, CSI -23-17590, IRC  −20417, RAFGL  2048, MSX6C G006.4432-00.4858, Ve 2-45
Odkazy na databáze
SIMBADdata

Souřadnice: Mapa oblohy 18h 02m 04.07s, −23° 37′ 41.2″

WR 104 je trojitá hvězda systém umístěný asi 2 580 parseků (8 400 ly) od Země. Primární hvězda je Vlk – Rayetova hvězda, zkráceně WR, s B0,5 hlavní sekvence hvězda na blízké oběžné dráze a další vzdálenější slabší společník.

Hvězda WR je obklopena výraznou spirálou Vlkodlačí mlhovina, často označovaná jako větrníková mlhovina. Osa rotace binární soustavy a pravděpodobně dvou nejbližších hvězd směřuje přibližně k Zemi. Předpokládá se, že během příštích několika set tisíc let se hvězda Vlk – Rayet pravděpodobně stane jádrem-kolapsemsupernova s malou šancí na dlouhé trvání gama záblesk.

Možnost výbuchu supernovy z WR 104, která má destruktivní následky pro život na Zemi, vyvolala zájem o hromadné sdělovací prostředky a od roku 2008 vyšlo v tisku několik populárně-vědeckých článků. Některé články se rozhodly katastrofický scénář odmítnout, jiné jej opustily. jako otevřená otázka.[10][11][12][13] Vědci se v současné době domnívají, že pravděpodobnost, že WR 104 představuje riziko, bude malá[je zapotřebí objasnění ].[14][je zapotřebí lepší zdroj ]

Systém

Hvězda Wolf-Rayet, která produkuje charakteristické spektrum emisní čáry WR 104, má rozlišeného společníka a nevyřešeného spektroskopického společníka, který tvoří trojitý systém.

Spektroskopický pár se skládá z hvězdy Vlk – Rayet a B0,5 hlavní sekvence hvězda. Hvězda WR je vizuálně o 0,3 magnitudy slabší než hvězda hlavní sekvence, ačkoli hvězda WR je obvykle považována za primární, protože dominuje vzhledu spektra a je jasnější. Ti dva jsou na téměř kruhové oběžné dráze oddělené asi 2 AU, což by v předpokládané vzdálenosti bylo asi jeden milisekund.[3] Obě hvězdy obíhají každých 241,5 dne s malým sklonem (tj. Téměř čelem).[8]

Vizuálně vyřešený společník je o 1,5 velikosti slabší než kombinovaný spektroskopický pár a téměř jednu obloukovou sekundu daleko. Předpokládá se, že je fyzicky spojen, i když orbitální pohyb nebyl pozorován. Z barvy a jasu se očekává, že bude horkou hvězdou hlavní sekvence.[3]

Struktura

Osa rotace binárního systému je směrována přibližně k Zemi při odhadovaném sklonu 0 až 16 stupňů. To poskytuje šťastný pozorovací úhel pro pozorování binárního systému a jeho dynamiky.[15]

WR 104 je obklopeno výraznou prašnou mlhovinou Vlk – Rayet přes 200 astronomické jednotky v průměru vytvořeném interakcí mezi hvězdné větry dvou hvězd, jak se otáčejí a obíhají. Spirálovitý vzhled mlhoviny vedl k použití názvu mlhovina Větrník.[9] Spirální struktura mlhoviny je složena z prachu, kterému by se zabránilo v tvorbě intenzivním zářením WR 104, kdyby nebylo hvězdného společníka. Oblast, kde hvězdný vítr ze dvou hmotných hvězd interaguje, stlačuje materiál dostatečně pro prach a rotace systému způsobí spirálovitý vzor.[16] Kulatý vzhled spirály vede k závěru, že systém je vidět téměř pól a téměř kruhový oběžná doba z odtoku větrníku se předpokládalo 220 dnů.[15]

WR 104 ukazuje časté zatmění události a další nepravidelné změny jasu. Nerušená zdánlivá velikost je kolem 12,7, ale hvězda je zřídka na této úrovni. Předpokládá se, že zatmění jsou způsobena prachem vytvořeným z vypuzeného materiálu, nikoli společenskou hvězdou.[2]

Předek Supernovy

Předpokládá se, že obě hvězdy v systému WR 104 skončí své dny jako supernovy sbalené jádrem. Hvězda Vlk-Rayet je v závěrečné fázi svého životního cyklu a očekává se, že se promění v supernovu mnohem dříve než hvězda OB. Předpokládá se, že k němu dojde v určitém okamžiku během příštích několika stovek tisíc let.[15] S relativně těsnou blízkostí sluneční soustavy byla nastolena otázka, zda WR 104 bude představovat budoucí nebezpečí pro život na Zemi.[17]

Gama záblesk

Kromě supernovy core-collaps-supernova spekulují astrofyzici o tom, zda má hvězda WR 104 potenciál způsobit gama záblesk (GRB) na konci své životnosti.[18][15] Společenská hvězda OB určitě má potenciál, ale hvězda Vlk – Rayet pravděpodobně půjde supernovou mnohem dříve. Zůstává příliš mnoho nejistot a neznámých parametrů pro jakoukoli spolehlivou předpověď a byly publikovány pouze útržkovité odhady scénáře GRB pro WR 104.[15]

Vlčí-Rayetovy hvězdy s dostatečně vysokou rychlostí rotace, před přechodem supernovy, mohly produkovat dlouhou dobu záblesku gama záření, vyzařující vysokoenergetické záření podél své rotační osy ve dvou protilehlých relativistické trysky. V současné době nejsou mechanismy pro generování emisí GRB plně pochopeny, ale má se za to, že existuje malá šance, že se komponenta Wolf-Rayet z WR 104 může stát jednou, když se stane supernovou.[15]

Pokud žádná ze supernov vyprodukovaných těmito dvěma hvězdami nevytvoří GRB, jejich kompaktní hvězdy vůle.[pochybný – diskutovat][ověření se nezdařilo ] Pokud se oba stanou neutronové hvězdy nebo se z jedné z nich stane černá díra (druhou by měla být neutronová hvězda), srážka dvou kompaktních hvězd způsobí záblesk gama záření,[ověření se nezdařilo ] někdy dokonce i gravitační vlny jako tento záblesk gama záření, který v roce 2017 produkoval gravitační vlny.[19]

Účinky na Zemi

Podle dostupných astrofyzikálních údajů pro WR 104 a jeho společníka budou nakonec obě hvězdy nakonec zničeny jako vysoce směrové anizotropní supernovy, produkující koncentrované radiační emise jako úzké relativistické trysky.[20] Teoretické studie takových supernov naznačují, že tvorba paprsků je v souladu s rotačními osami její předkové hvězdy a jejími případnými hvězdný zbytek, a přednostně vysune hmotu podél svých polárních os.[15]

Pokud by tyto proudy byly namířeny na naši sluneční soustavu, její důsledky by mohly významně poškodit život na Zemi a v její biosféře, jejíž skutečný dopad závisí na množství přijatého záření, počtu energetických částic a vzdálenosti zdroje. Vědomí, že sklon binární soustavy obsahující WR 104 je přibližně 12 ° vzhledem k přímce pohledu, a za předpokladu, že obě hvězdy mají své rotační osy podobně orientované, naznačuje určité potenciální riziko.[14] Nedávné studie naznačují, že tyto účinky představují „vysoce nepravděpodobné“ nebezpečí pro život na Zemi, s nimiž by, jak uvedl australský astronom Peter Tuthill, musela hvězda Vlk – Rayet podstoupit mimořádnou řadu po sobě jdoucích událostí:[14]

  1. Hvězda Vlk-Rayet by musela vygenerovat a Gamma Ray Burst (GRB) jsou však tyto události většinou spojeny s galaxiemi s minimem metalicita a dosud nebyly pozorovány v našem Galaxie Mléčná dráha. Někteří astronomové věří, že je nepravděpodobné, že WR 104 vygeneruje GRB;[21] Tuthill předběžně odhaduje, že pravděpodobnost jakéhokoli druhu události GRB se pohybuje kolem úrovně jednoho procenta, ale pro jistotu je zapotřebí dalšího výzkumu.
  2. Rotační osa hvězdy Vlk – Rayet by musela být namířena ve směru naší planety. Osa hvězdy se odhaduje na blízko osy binární dráhy WR 104. Pozorování spirálového oblaku jsou v souladu s úhlem orbitálního pólu kdekoli od 0 do 16 stupňů vzhledem k Zemi, ale spektrografické pozorování naznačuje významně větší a tedy méně nebezpečný úhel 30 ° - 40 ° (možná až 45 °).[22] Odhady oblouku paprsku „úhlu otevření“ se v současné době pohybují od 2 do 20 stupňů. (Poznámka: „Úhel otevření“ je celkové úhlové rozpětí paprsku, nikoli úhlové rozpětí od osy k jedné straně. Země by proto byla v protínající se dráze pouze v případě, že skutečný úhel osy hvězdy vzhledem k Zemi je menší než polovina úhel otevření.)
  3. Proud by musel dosáhnout dostatečně daleko, aby poškodil život na Zemi. Čím užší paprsek se objeví, tím dále se dostane, ale tím méně je pravděpodobné, že zasáhne Zemi.

Poznámky

  1. ^ A b Uplatnění Stefan-Boltzmann Law s nominálním sluneční efektivní teplota 5 772K.:

Reference

  1. ^ A b Cutri, R. M .; Skrutskie, M. F .; Van Dyk, S .; Beichman, C. A .; Carpenter, J. M .; Chester, T .; Cambresy, L .; Evans, T .; Fowler, J .; Gizis, J .; Howard, E .; Huchra, J .; Jarrett, T .; Kopan, E. L .; Kirkpatrick, J. D .; Light, R. M .; Marsh, K. A .; McCallon, H .; Schneider, S .; Stiening, R .; Sykes, M .; Weinberg, M .; Wheaton, W. A .; Wheelock, S .; Zacarias, N. (2003). „Online katalog dat VizieR: 2MASS All-Sky Catalogue of Point Sources (Cutri + 2003)“. Online katalog VizieR: II / 246. Původně publikováno v: 2003yCat.2246 ... 0C. 2246: 0. Bibcode:2003yCat.2246 ... 0C.
  2. ^ A b Williams, P. M. (2014). "Zatmění a tvorba prachu hvězdami typu Vlk – Rayet typu WC9". Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 445 (2): 1253–1260. arXiv:1408.6759. Bibcode:2014MNRAS.445.1253W. doi:10.1093 / mnras / stu1779. ISSN  0035-8711. S2CID  119264818.
  3. ^ A b C Wallace, Debra J .; Moffat, Anthony F. J .; Shara, Michael M. (2002). „Hubble Space Telescope Detection of Binary Companions Around Three WC9 Stars: WR 98a, WR 104, and WR 112“. Interagující větry z masivních hvězd. Sborník konferencí ASP. 260: 407. Bibcode:2002ASPC..260..407W.
  4. ^ Van Der Hucht, K. A. (2001). „VII. Katalog galaktických hvězd Vlk – Rayet“. Nové recenze astronomie. 45 (3): 135–232. Bibcode:2001NewAR..45..135V. doi:10.1016 / S1387-6473 (00) 00112-3.
  5. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó Soulain, A; Millour, F; Lopez, B; Hmota, A; Lagadec, E; Carbillet, M; Fotoaparát, A; Lamberts, A; Langlois, M; Milli, J; Avenhaus, H; Magnard, Y; Roux, A; Moulin, T; Carle, M; Sevin, A; Martinez, P; Abe, L; Ramos, J (2018). „Pohled SPHERE na Vlk – Rayet 104“. Astronomie a astrofyzika. 618: A108. arXiv:1806.08525. doi:10.1051/0004-6361/201832817.
  6. ^ A b C Brown, A. G. A .; et al. (Spolupráce Gaia) (srpen 2018). "Gaia Vydání dat 2: Souhrn obsahu a vlastnosti průzkumu ". Astronomie a astrofyzika. 616. A1. arXiv:1804.09365. Bibcode:2018A & A ... 616A ... 1G. doi:10.1051/0004-6361/201833051. Záznam Gaia DR2 pro tento zdroj v Vezír.
  7. ^ Williams, P. M .; van der Hucht, K. A. (2000). „Spektroskopie hvězd WC9 Wolf – Rayet: hledání společníků“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 314 (1): 23–32. Bibcode:2000MNRAS.314 ... 23W. doi:10.1046 / j.1365-8711.2000.03332.x. ISSN  0035-8711.
  8. ^ A b Lamberts, A .; Dubus, G .; Lesur, G .; Fromang, S. (2012). "Dopad orbitálního pohybu na strukturu a stabilitu adiabatických rázů v kolidujících binárních soustavách větru". Astronomie a astrofyzika. 546: A60. arXiv:1202.2060. Bibcode:2012A & A ... 546A..60L. doi:10.1051/0004-6361/201219006. S2CID  119202656.
  9. ^ A b C Harries, Tim J .; Monnier, John D .; Symington, Neil H .; Kurosawa, Ryuichi (2004). „Trojrozměrné modely přenosu záření zářením: Mlhovina Větrník WR 104“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 350 (2): 565. arXiv:astro-ph / 0401574. Bibcode:2004MNRAS.350..565H. doi:10.1111 / j.1365-2966.2004.07668.x. S2CID  15291717.
  10. ^ Plait, Phil (3. března 2008). „WR 104: Blízký výbuch gama záření?“. Objevte časopis. Citováno 20. prosince 2015.
  11. ^ Sanderson, Katharine (6. března 2008). "'Hvězda smrti byla nalezena a ukazuje na Zemi “. Příroda. Citováno 27. července 2016.
  12. ^ Q. Choi, Charles (10. března 2008). „Skutečná hvězda smrti mohla zasáhnout Zemi“. ProfoundSpace.org. Citováno 27. července 2016.
  13. ^ Kluger, Jeffrey (21. prosince 2012). „Super-Duper, Planet-Frying, Explodující hvězda, která nám neublíží, tak si toho přestaň dělat starosti“. Časopis Time. Citováno 27. července 2016.
  14. ^ A b C Tuthill, Peter. „WR 104: Technical Questions“. Citováno 20. prosince 2015.
  15. ^ A b C d E F G Tuthill, P. G .; Monnier, J. D .; Lawrance, N .; Danchi, W. C .; Owocki, S. P .; Gayley, K. G. (2008). „Prototyp Colliding-Wind Pinwheel WR 104“. Astrofyzikální deník. 675 (1): 698–710. arXiv:0712.2111. Bibcode:2008ApJ ... 675..698T. doi:10.1086/527286. S2CID  119293391.
  16. ^ Tuthill, P. G .; Monnier, J. D .; Danchi, W. C. (1999). „Zaprášená větrná mlhovina kolem hmotné hvězdy WR104“. Příroda. 398 (6727): 487–489. arXiv:astro-ph / 9904092. Bibcode:1999 Natur.398..487T. doi:10.1038/19033. S2CID  4373103.
  17. ^ Hill, Grant M. (2009). „WR 104: Díváme se dolů na hlaveň budoucího GRB?“. Americká astronomická společnost. 213: 341.03. Bibcode:2009AAS ... 21334103H.
  18. ^ Gräfener, G .; Vink, J. S .; Harries, T. J .; Langer, N. (2012). „Rotující vlk – Rayet hvězdy v post RSG / LBV fázi. Evoluční kanál k dlouhodobým GRB?“. Astronomie a astrofyzika. 547: A83. arXiv:1210.1153. Bibcode:2012A & A ... 547A..83G. doi:10.1051/0004-6361/201118664. S2CID  55530420.
  19. ^ „Nejprve gravitační vlny spojené s havárií neutronových hvězd“. národní geografie. Citováno 26. září 2018.
  20. ^ Wehrle, A.E .; Zacharias, N .; Johnston, K .; et al. (11. února 2009). „Jaká je struktura relativistických trysek v AGN na Scales of Light Days?“ (PDF). Astro2010: The Astronomy and Astrophysics Decadal Survey. 2010: 310. Bibcode:2009astro2010S.310W.
  21. ^ Van Den Heuvel, E. P. J .; Yoon, S.-C. (2007). „Progenitors Long gamma-ray burst progenitors: Boundary conditions and binary models“. Astrofyzika a vesmírná věda. 311 (1–3): 177–183. arXiv:0704.0659. Bibcode:2007Ap & SS.311..177V. doi:10.1007 / s10509-007-9583-8. S2CID  38670919.
  22. ^ „WR 104 nás nakonec nezabije“. Vesmír dnes.

externí odkazy