WR 104
 WR 104 | |
|
Observationsdata Epoch J2000 Equinox J2000 |
|
|---|---|
| Konstellation | Skytten |
| Rätt uppstigning | 18 h 02 m 04.07 s |
| Deklination | −23° 37′ 41,2″ |
| Skenbar magnitud (V) | 13,28 (12,7 - 14,6) + 15,36 |
| Egenskaper | |
| Evolutionsstadiet | Wolf–Rayet stjärna |
| Spektral typ | WC9d/B0,5V + O8V–O5V |
| Astrometri | |
| Korrekt rörelse (μ) | RA: 0,161 mas / år Dec.: −1,827 mas / år |
| Parallax (π) | 0,2431 ± 0,0988 mas |
| Distans | 2 580 ± 120 st |
| Absolut magnitud ( MV ) | −5,4 (−4,8 + −4,6) |
| Bana | |
| Period (P) | 241,5 dagar |
| Halvstor axel (a) | 2,34 AU |
| Excentricitet (e) | < 0,06 |
| Lutning (i) | < 16° |
| Detaljer | |
| Massa | 30 M ☉ |
| Ljusstyrka | 120 000 L ☉ |
| Ålder | 7 Myr |
| WR | |
| Massa | 10 M ☉ |
| Radie | 3,29 R ☉ |
| Ljusstyrka | 40 000 L ☉ |
| Temperatur | 45 000 K |
| OB | |
| Massa | 20 M ☉ |
| Radie | 10 R ☉ |
| Ljusstyrka | 80 000 L ☉ |
| Temperatur | 30 000 K |
| B | |
| Radie | 7,98 R ☉ |
| Ljusstyrka | 68 000 L ☉ |
| Temperatur | ≥33 000 K |
| Andra beteckningar | |
| referens . | |
| SIMBAD | data |
WR 104 är ett trippelstjärnsystem som ligger cirka 2 580 parsecs (8 400 ly) från jorden . Den primära stjärnan är en Wolf–Rayet-stjärna (förkortad WR), som har en B0.5 huvudsekvensstjärna i nära omloppsbana och en annan mer avlägsen svagare följeslagare.
WR-stjärnan omges av en distinkt spiral Wolf-Rayet nebulosa , ofta kallad en pinwheel nebula. Det binära systemets rotationsaxel, och sannolikt för de två närmaste stjärnorna, är riktad ungefär mot jorden. Inom de närmaste hundra tusen åren förutspås Wolf-Rayet-stjärnan uppleva en kärnkollapssupernova med en liten chans att producera en långvarig gammastrålning .
Möjligheten att en supernovaexplosion från WR 104 skulle få destruktiva konsekvenser för livet på jorden väckte intresse i massmedia och flera populärvetenskapliga artiklar har publicerats i pressen sedan 2008. Vissa artiklar beslutar sig för att förkasta det katastrofala scenariot, medan andra lämnar det som en öppen fråga.
Systemet
Wolf–Rayet-stjärnan som producerar det karakteristiska emissionslinjespektrumet för WR 104 har en upplöst följeslagare och en olöst spektroskopisk följeslagare, som bildar ett trippelsystem.
Det spektroskopiska paret består av Wolf–Rayet-stjärnan och en B0.5 huvudsekvensstjärna . WR-stjärnan är visuellt 0,3 magnituder svagare än huvudsekvensstjärnan, även om WR-stjärnan vanligtvis anses vara den primära, eftersom den dominerar spektrats utseende och är mer lysande. De två är i en nästan cirkulär bana åtskilda av cirka 2 AU, vilket skulle vara cirka en millibågesekund på det antagna avståndet. De två stjärnorna kretsar var 241,5 dag med en liten lutning (dvs nästan vänd mot varandra).
Den visuellt upplösta följeslagaren är 1,5 magnituder svagare än det kombinerade spektroskopiska paret och nästan en bågesekund bort. Det tros vara fysiskt associerat, även om orbital rörelse inte har observerats. Från färgen och ljusstyrkan förväntas det vara en het huvudsekvensstjärna.
Strukturera
Det binära systemets rotationsaxel är riktad ungefär mot jorden med en uppskattad lutning på 0 till 16 grader. Detta ger en lycklig betraktningsvinkel för att observera det binära systemet och dess dynamik.
Upptäckt som en del av Keck Aperture Masking Experiment WR 104 är omgiven av en distinkt dammig Wolf-Rayet-nebulosa över 200 astronomiska enheter i diameter som bildas av interaktion mellan de två stjärnornas stjärnvindar när de roterar och kretsar. Nebulosans spiralformade utseende har lett till att namnet Pinwheel Nebula används. Nebulosans spiralstruktur består av damm som skulle förhindras från att bildas av WR 104:s intensiva strålning om det inte vore för stjärnans följeslagare. Området där stjärnvinden från de två massiva stjärnorna samverkar komprimerar materialet tillräckligt mycket för att dammet ska bildas, och systemets rotation orsakar det spiralformade mönstret. Det runda utseendet på spiralen leder till slutsatsen att systemet ses nästan på stolpen, och en nästan cirkulär omloppsperiod på 220 dagar hade antagits från utflödesmönstret för pinwheel.
WR 104 visar frekventa förmörkelsehändelser såväl som andra oregelbundna variationer i ljusstyrka. Den ostörda skenbara magnituden är runt 12,7, men stjärnan är sällan på den nivån. Förmörkelserna tros vara orsakade av damm som bildats från utstött material, inte av följeslagaren.
Supernova stamfader
Båda stjärnorna i WR 104-systemet förutspås sluta sina dagar som kärnkollapssupernovor . Wolf-Rayet-stjärnan är i slutfasen av sin livscykel och förväntas förvandlas till en supernova mycket tidigare än OB-stjärnan. Det förutspås inträffa någon gång inom de närmaste hundratusen åren. Med den relativt nära närheten till solsystemet har frågan om WR 104 kommer att utgöra en framtida fara för livet på jorden väckts.
Gammastrålning
Bortsett från en kärnkollaps supernova, har astrofysiker spekulerat om huruvida WR 104 har potential att orsaka en gammastrålning (GRB) i slutet av sin livstid. Den följeslagna OB-stjärnan har verkligen potentialen, men Wolf-Rayet-stjärnan kommer sannolikt att gå supernova mycket tidigare. Det finns fortfarande för många osäkerheter och okända parametrar för någon tillförlitlig förutsägelse, och endast skissartade uppskattningar av ett GRB-scenario för WR 104 har publicerats.
Wolf-Rayet-stjärnor med en tillräckligt hög rotationshastighet, innan de gick till supernova, skulle kunna producera en långvarig gammastrålning, som strålar ut högenergistrålning längs sin rotationsaxel i två motsatt riktade relativistiska jetstrålar . För närvarande är mekanismer för generering av GRB-utsläpp inte helt klarlagda, men det anses att det finns en liten chans att Wolf-Rayet-komponenten i WR 104 kan bli en när den går till supernova.
Om ingen av supernovorna som produceras av de två stjärnorna genererar en GRB, kommer deras kompakta stjärnor att göra det. [ tveksamt ] [ misslyckad verifiering ] Om de båda blir neutronstjärnor , eller en av dem blir ett svart hål och den andra blir en neutronstjärna, kommer kollisionen mellan de två kompakta stjärnorna att generera en gammastrålning [ misslyckad verifiering ] och kanske också gravitationsvågor (som observerades i GW170817 2017).
Effekter på jorden
Enligt tillgängliga astrofysiska data för både WR 104 och dess följeslagare kommer så småningom båda stjärnorna att förstöras som starkt riktade anisotropa supernovor , vilket producerar koncentrerade strålningsemissioner som smala relativistiska strålar . Teoretiska studier av sådana supernovor tyder på att jetbildning stämmer överens med rotationsaxlarna för dess stamfadersstjärna och dess slutliga stjärnrest , och kommer företrädesvis att skjuta ut materia längs deras polära axlar.
Om dessa jetstrålar råkar vara riktade mot vårt solsystem kan dess konsekvenser avsevärt skada livet på jorden och dess biosfär, vars verkliga inverkan beror på mängden strålning som tas emot, antalet energiska partiklar och källans avstånd. Att veta att lutningen för det binära systemet som innehåller WR 104 är ungefär 12° i förhållande till siktlinjen, och att anta att båda stjärnorna har sina rotationsaxlar lika orienterade, antyder en viss potentiell risk. Nyligen genomförda studier tyder på att dessa effekter utgör en "högst osannolik" fara för livet på jorden, som, enligt den australiensiske astronomen Peter Tuthill , Wolf-Rayet-stjärnan skulle behöva genomgå en extraordinär rad på varandra följande händelser:
- Wolf-Rayet-stjärnan skulle behöva generera en gammastrålning (GRB); dock är dessa händelser mestadels associerade med galaxer med låg metallicitet och har ännu inte observerats i vår Vintergatans galax . Vissa astronomer tror att det är osannolikt att WR 104 kommer att generera en GRB; Tuthill uppskattar preliminärt att sannolikheten för alla typer av GRB-händelser är runt en procent, men varnar för att mer forskning behövs för att vara säker.
- Wolf-Rayet-stjärnans rotationsaxel skulle behöva peka i riktning mot jorden. Stjärnans axel uppskattas vara nära axeln för den binära omloppsbanan för WR 104. Observationer av spiralplymen överensstämmer med en omloppspolvinkel på allt från 0 till 16 grader i förhållande till jorden, men en spektrografisk observation tyder på en signifikant större och därför mindre farlig vinkel på 30°–40° (möjligen så mycket som 45°). Uppskattningar av "öppningsvinkel"-strålens båge sträcker sig för närvarande från 2 till 20 grader. (Notera: "Öppningsvinkeln" är strålens totala vinkelspann, inte vinkelspannet från axeln till ena sidan. Jorden skulle därför endast befinna sig i den skärande banan om den faktiska vinkeln för stjärnans axel i förhållande till jorden är mindre än halva öppningsvinkeln.)
- Jetplanen skulle behöva nå tillräckligt långt för att skada livet på jorden. Ju smalare strålen ser ut, desto längre kommer den att nå, men desto mindre sannolikt är det att träffa jorden.