Wolf-Rayet-stjerner får vores sol til at se lille. De kan være hundreder af gange massivere, millioner gange lysere og titusinder af grader varmere.
Vores egen sol lyder temmelig imponerende: 1,3 millioner gange Jordens volumen, 330.000 gange så massiv, 10.000 grader Celsius ved dens overflade og 400 millioner milliarder milliarder watt strøm. Men for en stjerne er solen temmelig ubetydelig. De rigtige stjernevægt er Wolf-Rayet-stjernerne: de mest kendte og mest massive stjerner.
Først nogle tal. Over tyve gange massen af vores sol. Millioner gange lysere. Temperaturer over 50.000 grader. Og hvad angår deres størrelse, er det svært at sige. Stjerner denne massive er faktisk temmelig fluffy. Det er fordi de har problemer med at holde sig sammen. Tryk fra det intense lys er nok til at rive stjernen fra hinanden. Denne stråling driver fænomenalt stærke stjernevinde. Blæser ved over ti millioner miles i timen, kaster stjernerne omkring to tusind milliarder milliarder ton materiale hvert år. Det er som at spytte tre jordarter ud i rummet årligt!
WR124 er en Wolf-Rayet-stjerne 8.000 lysår fra Jorden. Dette Hubble-rumteleskopbillede viser varme klumper af gas, der hver vejer 30 gange mere end Jorden, og sprænges ud i rummet med næsten 100.000 miles i timen. Kredit: Y. Grosdidier, A. Moffat, G. Joncas, A. Acker og NASA
Opkaldt efter de franske astronomer Charles Wolf og George Rayet, der opdagede dem ved Paris-observatoriet i 1867, er Wolf-Rayet-stjerner meget sjældne. Vi ved kun 500 i Mælkevejen plus et par hundrede i de omkringliggende galakser.
Kun én kan ses med det blotte øje. Gamma 2 Velorum, i den sydlige konstellation Vela, er ikke kun den nærmeste Wolf-Rayet-stjerne, men en af de lyseste stjerner på himlen. Når vi sidder omkring 1.000 lysår væk, er det en del af et seks-medlemstjernersystem. Gamma 2, mens den ser ud som en enkelt stjerne med det blotte øje, er faktisk et par stjerner. De adskilles med samme afstand som Jorden og solen. Den ene er en blå supergiant, den anden er Wolf-Rayet-stjernen. Selvom det i øjeblikket er ni gange vores solmasse, har det mistet en betydelig mængde af sin bulk. Det sandsynligvis startede med over 35 gange solens masse!
AB7 er en tåge, 200 lysår på tværs af, i den store magelleniske sky. Det lyser op af et binært stjernesystem i sin kerne. En af stjernerne er en Wolf-Rayet, der sprænger det omgivende rum ved en temperatur på 120.000 grader. Kredit: ESO
Men selv en stjerne som Gamma 2 Velorum ser prangende ud sammenlignet med den mest kendte massive stjerne. På 165.000 lysår fra Jorden sidder den i den store magellanske sky - en satellitgalakse af Mælkevejen. En del af R136 superstjerneklyngen, R136a1 vejer i det ved ca. 265 solskin! Og det er næsten ni millioner gange lysere.
R136a1, og stjerner som det, er et mysterium for astronomer. De trodser det, vi tror, vi ved om, hvordan stjerner dannes. En af de førende hypoteser er, at R136a1 ikke dannede sig direkte fra sammenbruddet af en molekylær brintsky, men snarere er resultatet af to massive stjerner, der kolliderede. Et meget tæt par stjerner kunne spiral ind mod hinanden og til sidst smelte sammen for at danne en stellar behemoth.
Solens størrelse (gul) i forhold til andre stjerner. Den lille røde bold til venstre er en "rød dværg". Til højre for solen er en blå dværg, ca. 8 gange tungere end solen. I baggrunden vejer R136a1 ind ved 265 solskin. Du kan stille op til omkring 35 solskin langs dens diameter! Kredit: ESO / M. Kornmesser
Astronomer spekulerer i, hvordan R136a1 vil afslutte sit liv. Nogle mener, at det er en kandidat til en Hypernova. En regelmæssig supernova vil overskride en hel galakse. En hypernova går af med hundrede supernovaer. Dette er dybest set en supernova på steroider.
En anden mulighed er lige så spændende. R136a1 kunne gå ud som en par-ustabilitet supernova.
Kernerne i meget massive stjerner holdes op af gammastråler frigivet i nukleare reaktioner. Når stjernen knuses ned på sin kerne, reagerer reaktionerne hurtigere, og gammastrålerne flyver rundt med mere energi. Men der er en fangst.
Forbi en vis energitærskel begynder gammastråler at interagere med atomkerner for at producere elektron-positronpar. Dette reducerer effektivt hvor langt gammastrålene kan rejse. Elektron-positronparrene udsletter straks hinanden for at danne en anden gammastråle, som danner et andet par, og så videre. I stedet for at holde stjernen op, producerer gammastrålerne disse partikelpar i stedet.
Udligningsstyrken forsvinder. Stjernen kollapser. Kernekompression udløser en løbsk termonuklear eksplosion. Men snarere end at skabe en neutronstjerne eller sort hul, fører en par-ustabil supernova til total stjernestød Intet er tilbage.
Ved 8.000 lysår væk er Eta Carinae en 150-solmasse-stjerne, der er en fremragende kandidat til en ekstrem stellar eksplosion såsom en hypernova. Hvis dette skete, ville lyset være lyst nok til at læse her på Jorden. Dette Hubble-rumteleskopbillede viser klatter af gas og støv, der sprænges ud i rummet med over en million kilometer i timen! Kredit: Nathan Smith (University of California, Berkeley) og NASA
Et par nylige supernovaer er kandidater til en sådan eksplosion. I en galakse, 240 millioner lysår fra Jorden, er SN 2006gy en af de mest energiske stjerneksplosioner, der nogensinde er registreret. Hvis en stjerne i nærheden skulle gennemgå en sådan eksplosion, ligesom den 8.000 lysårs fjerne Eta Carinae, estimerer astronomer, at du kunne læse om natten ved supernovas lys. Du kunne endda se det i løbet af dagen.
Så massiv og kraftfuld som vores sol ser ud for os, bleges den i sammenligning med nogle af dens stjernede fætre. Wolf-Rayet-stjernerne er blot et eksempel. Når de vejer overalt fra 30 til over 200 gange solens masse og skinner en million gange lysere, viser de os, hvor ekstremt universet kan være.