Gigantyczna gwiazda gaśnie. Ale najpierw doszło do ogromnej erupcji

Około 16 000 lat świetlnych od nas masywna gwiazda doświadczyła niezwykłego zjawiska pociemnienia. Może się to zdarzyć w gwiazdach podwójnych, gdy jedna gwiazda przechodzi przed drugą. Może to być również spowodowane przyczynami wewnętrznymi, takimi jak wrodzona zmienność . Ale ta gwiazda przygasła aż o jedną trzecią, czyli o ogromną wartość.

Co się stało?

Gwiazda nazywa się RW Cephei. To jedna z największych gwiazd, jakie znamy. Jego promień jest prawie 1000 razy większy od promienia Słońca. Inaczej mówiąc, jest prawie tak duży jak orbita Jowisza. Wiele gwiazd, a może i wszystkie, wykazuje pewną zmienność jasności, choć często jest ona bardzo mała. RW Cephei jest uważana za półregularną gwiazdę zmienną, co oznacza, że ​​jej zmienność jest czasami wyraźna, ale poza tym jest nieregularna. Jednak ten epizod przyciemnienia był zbyt wyraźny, aby można go było przypisać wewnętrznej zmienności, a RW Cephei nie ma binarnego towarzysza. Astronomowie współpracujący z tablicą CHARA Array z Georgia State University zaobserwowali to zjawisko w zeszłym roku. CHARA to układ sześciu 1-metrowych teleskopów, które współpracują jako interferometr. Zespół odpowiedzialny za nowe badania przedstawił swoje odkrycia na konferencji 243 AAS, a wyniki opublikowano także w czasopiśmie The Astronomical Journal. Jej tytuł brzmi: „ Wielkie przyciemnienie hiperolbrzyma RW Cephei: obrazy macierzy CHARA i analiza widmowa. Głównym autorem jest Narsireddy Anugu, astronom i badacz systemów optycznych w CHARA Array.

Naszych pierwszych obserwacji CHARA dokonaliśmy w grudniu 2022 r., tuż przed zamknięciem się zimowej pogody, ale wyniki były tak niezwykłe, że postanowiliśmy przeprowadzić dodatkowe obserwacje, gdy gwiazda będzie ponownie dostępna.powiedział Anugu.

Anugu kierował międzynarodowym zespołem naukowców starającym się wykonać pierwsze zdjęcia RW Cephei z bliska w celu ustalenia źródła zanikania.

CHARA Array fałszywe kolorowe zdjęcia RW Cephei z grudnia 2022 r. (po lewej) i lipca 2023 r. (po prawej). Niejednolity wygląd wynika z pyłu powstałego w wyniku ogromnego wyrzutu z gwiazdy. Gwiazda jest ogromna, ale znajduje się tak daleko, że wydaje się około milion razy mniejsza niż księżyc w pełni na niebie. W lipcu 2023 roku gwiazda ponownie się rozjaśniła. Źródło zdjęcia: CHARA/Anugu i in. 2023

Astronomowie Wolfgang Vollmann i Costantino Sigismondi ogłosili w 2022 roku, że RW Cephei dramatycznie przygasła w ciągu ostatnich kilku lat. Para poinformowała o swoich odkryciach w The Astronomers Telegram.

Gwiazda znacznie przyciemnia się, zamiast ponownie się rozjaśniać. Zjawisko zachodzące na RW Cep może być podobne do tego, które miało miejsce na czerwonym nadolbrzymie Betelgeuzie pod koniec 2019 roku.napisali naukowcy.

Astronomowie odkryli, że osłabienie Betelgezy było prawdopodobnie spowodowane wyrzutem gazu, który ostygł do postaci pyłu i zablokował część światła gwiazdy. Czy podobny mechanizm może odpowiadać za przyciemnianie RW Cephei? Być może, ale Betelgeuse nie przygasła o jedną trzecią, podczas gdy RW Cephei tak. CHARA oznacza Centrum Astronomii Wysokiej Rozdzielczości Kątowej. Wysoka rozdzielczość kątowa pozwoliła astronomom uzyskać dość szczegółowe spojrzenie na gwiazdę, mimo że znajduje się ona w odległości około 16 000 lat świetlnych. RW Cephei jest także ogromnym hiperolbrzymem, co pomaga. CHARA widzi rzeczy mniejsze niż człowiek na Księżycu. Zdjęcia CHARA pokazały, że gwiazda nie była okrągła, co było bardzo niezwykłym odkryciem. Naukowcy nie byli jednak pewni, czy to prawda. Do udoskonalenia obrazu wykorzystali specjalistyczne programy komputerowe.

Te dwa zdjęcia z badań pokazują RW Cephei w dwóch oddzielnych pasmach. Pasmo H znajduje się po lewej stronie, a pasmo K po prawej stronie. Zdjęcia pokazują asymetrię pomiędzy jaśniejszą lewą stroną gwiazdy i ciemniejszą prawą stroną. Źródło zdjęcia: Anugu i in. 2023

Odstępy teleskopów CHARA powodują pewien poziom niepewności co do dokładnych szczegółów zdjęć, dlatego potrzebujemy inteligentnych algorytmów, aby odtworzyć cały obraz.powiedział Fabien Baron.

Baron jest współautorem artykułu, a także autorem algorytmów komputerowych.

Zdjęcia pokazują, że powierzchnia gwiazdy ulega konwulsjom, zmieniając jej okrągły wygląd. Na jej powierzchni znajdują się także jaśniejsze i ciemniejsze plamy, a jej ogólny wygląd zmienił się w ciągu dziesięciomiesięcznych obserwacji obejmujących jej przyciemnianie i ponowne rozjaśnianie.

Najbardziej uderzającą cechą zrekonstruowanych obrazów są duże różnice w jasności na widzialnej półkuli gwiazdy.piszą naukowcy w swoim artykule.

Inna współautorka badania, Katherine Shepard z Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku, zdecydowała się zastosować inną taktykę. Użyła kamery, aby zarejestrować zarówno światło widzialne, jak i podczerwone pochodzące z RW Cephei. Jej obserwacje wykazały, że przyciemnienie było znacznie wyraźniejsze w świetle widzialnym niż w podczerwieni. Obserwacje te były wyraźnym sygnałem, że pył blokuje światło. Badacze doszli do wniosku, że to samo, co przydarzyło się Betelgezie, przydarzyło się RW Cepheiowi. Gwiazda wyrzuciła część gazu podczas masywnego wybuchu, a gaz ostygł i zmienił się w pył, który blokował jedną trzecią światła widzialnego gwiazdy.

To zdjęcie porównawcze przedstawia gwiazdę Betelgeuse przed i po jej bezprecedensowym przyciemnieniu. Obserwacje wykonane za pomocą instrumentu SPHERE na Bardzo Dużym Teleskopie należącym do ESO w styczniu i grudniu 2019 roku pokazują, jak bardzo gwiazda wyblakła i jak zmienił się jej pozorny kształt. Źródło zdjęcia: ESO/VLT/SPHERE

Starzejące się gwiazdy tracą masę w miarę spalania paliwa jądrowego. To osłabia ich grawitację, a starzejąca się gwiazda nie jest w stanie utrzymać całej materii w swoich zewnętrznych warstwach. Chociaż istnieje wiele pytań bez odpowiedzi na temat szczegółów tego procesu, zarówno Betelgeuse, jak i RW Cephei pokazują, że utrata masy może nastąpić w wyniku okresowych gwałtownych wybuchów. Te wybuchy następnie blokują światło gwiazdy na pewien czas, zanim zostaną rozproszone. Gdy pył się rozproszy, gwiazda zaczyna wracać do swojej normalnej jasności.

Wielkie zaciemnienie RW Cep może być najnowszym z serii wyrzutów masy, które miały miejsce w ciągu ostatniego stulecia.piszą autorzy w swoim artykule.

Zatem obecne zanikanie może być ostatnim z ciągłych epizodów wyrzucania masy i tworzenia się pyłu, a nowo powstały pył częściowo zasłania widoczną półkulę.

Sugerujemy, że maksymalny czas świecenia mógł odpowiadać szczególnie energetycznemu, konwekcyjnemu upwellingowi gorącego gazu, który zapoczątkował powierzchniowy wyrzut masy.wyjaśniają autorzy.

Gaz ten ochładza się teraz do punktu, w którym tworzy się pył, a część wyrzuconego obłoku widoczna w projekcji na fotosferę powoduje ciemniejszy wygląd zachodniej strony gwiazdy.

Naukowcy zwracają również uwagę, że czas trwania tego zjawiska jest powiązany z rozmiarem gwiazdy i wyrzucanego przez nią obłoku pyłu. Betelgeza jest mniejsza od RW Cephei, a jej wydarzenie trwało około roku, podczas gdy wydarzenie RW Cephei może trwać kilka lat. Nawet masywniejsze gwiazdy, takie jak Canis Majoris , o promieniu ponad 14 razy większym od Słońca, mogą doświadczać epizodów trwających dziesięciolecia.

Obecna erupcja RW Cephei jest prawdopodobnie jedną z kilku masywnych erupcji, których gwiazda doświadczyła w ostatnim stuleciu. Podobne zdarzenia związane z utratą masy będą prawdopodobnie nękać gwiazdę w miarę jej ewolucji w stronę upadku.

Ten był wyjątkowy, ponieważ chmura została wyrzucona w kierunku Ziemi. Więc byliśmy we właściwym miejscu, aby być świadkami pełnych skutków kataklizmu.powiedział dyrektor CHARA Douglas Gies.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową