Zespół astronomów niedawno przeprowadził pierwsze obserwacje masywnej gwiazdy, która doświadczyła dziwnego zjawiska zanikania. Zdjęcia dostarczają nowych wskazówek na temat wydarzeń zachodzących wokół tej gwiazdy, która znajduje się około 16 000 lat świetlnych od Ziemi.
Zdjęcia i obserwacje wraz z zastosowaniem inteligentnych algorytmów, opracowanych przez zespół naukowców, sugerują wystąpienie ogromnej erupcji, która spowodowała wystrzelenie obłoku gazu z RW Cephei, blokując znaczną część światła emitowanego przez tę gwiazdę. Eksperci z Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array zaprezentowali to nowe odkrycie podczas 243. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Nowym Orleanie, a badania zostały opublikowane w czasopiśmie The Astronomical Journal.
W 2023 roku naukowcy zostali zaskoczeni obserwowanym zjawiskiem zanikania olbrzymiej gwiazdy, która jest przykładem „chłodnego nadolbrzyma” – gwiazdy, która osiągnęła olbrzymie rozmiary, zbliżając się do końca swojego życia. RW Cephei jest tak ogromna, że gdyby zajmowała miejsce Słońca, jej zewnętrzne warstwy sięgałyby poza orbitę Jowisza.
Pierwsze obserwacje CHARA przeprowadziliśmy w grudniu 2022 roku, tuż przed zimowym zamknięciem, ale wyniki były tak niezwykłe, że postanowiliśmy przeprowadzić dodatkowe obserwacje, gdy gwiazda znów będzie dostępna – powiedział astronom z Georgia State University, Narsireddy Anugu, który kierował międzynarodowym zespołem naukowców w celu wykonania pierwszych zdjęć RW Cephei z bliska, aby określić źródło jej zanikania.
W 2022 roku astronomowie Wolfgang Vollmann i Constantino Sigismondi ogłosili, że RW Cephei dramatycznie osłabła w ciągu ostatnich kilku lat, co było niezwykłe, biorąc pod uwagę typowe niewielkie wahania jasności gwiazd. Do grudnia 2022 roku jasność RW Cephei spadła do około ⅓ swojej normalnej jasności, co stanowiło bezprecedensowy spadek. Naukowcy byli zainteresowani ustaleniem przyczyny tak dużego zmniejszenia jasności tej gwiazdy.
Pomimo swoich ogromnych rozmiarów, RW Cephei znajduje się tak daleko, że nawet przy użyciu największych konwencjonalnych teleskopów wygląda jak punkt. Zobaczenie gwiazdy z bliska wymagało niezwykłych możliwości teleskopu CHARA Array.
CHARA Array to sześcioteleskopowy obiekt zlokalizowany w historycznym Obserwatorium Mount Wilson w Kalifornii. Teleskopy są rozmieszczone na szczycie góry i działają razem jak jeden ogromny teleskop. Dzięki połączeniu ich wiązek światła, CHARA Array ma możliwość obserwowania szczegółów bardzo małych obiektów na niebie, około 30 razy mniejszych niż największe konwencjonalne teleskopy i mniejszych niż człowiek na Księżycu widziany z Ziemi.
Obserwacje CHARA wykazały, że gwiazda nie wyglądała na okrągłą, jak oczekiwano, ale wykonanie pełnego obrazu wymagało specjalistycznych programów komputerowych stworzonych przez profesora astronomii Fabiena Barona z Georgia State University.
Końcowe zdjęcia ukazują gwiazdę, której zewnętrzne warstwy wstrząsane są ruchami, tworząc słabsze i jaśniejsze plamy na jej powierzchni. Co więcej, wygląd gwiazdy znacząco zmienił się w ciągu 10-miesięcznego okresu obserwacji, który zbiegł się z przejściem od najsłabszego stanu do powolnego powrotu do dawnej jasności.
Ostatnią częścią układanki są dodatkowe obserwacje RW Cephei przeprowadzone przez absolwentkę Georgia State University, Katherine Shepard, w Apache Point Observatory w Nowym Meksyku. Shepard użyła specjalnej kamery do rejestrowania światła RW Cephei w zakresie od widzialnego do podczerwieni, a pomiary wykazały, że zanikanie było znacznie większe w barwach widzialnych w porównaniu do podczerwieni. To stanowi znak ostrzegawczy, że światło gwiazdy zostało przesłonięte przez mikroskopijne obłoki pyłu, blokujące nam widok.
Podsumowując, obserwacje sugerują, że RW Cephei doświadczyła ogromnej erupcji, która wyrzuciła olbrzymi obłok gazu. W miarę oddalania się obłok ochładzał się i tworzył roje cząstek pyłu, które skutecznie blokowały dużą część światła gwiazdy. Teraz, gdy obłok się rozszerza, zaczynamy ponownie widzieć gwiazdę i jej niespokojne otoczenia.
Dyrektor CHARA, Douglas Gies uważa, że może to być jedna z kilku wielkich erupcji, które wstrząsnęły RW Cephei w ciągu ostatniego stulecia i że takie erupcje będą nadal odgrywać rolę w utracie masy przed upadkiem gwiazdy.
Ta była wyjątkowa, ponieważ chmura została wyrzucona w kierunku Ziemi, więc byliśmy we właściwym miejscu, aby być świadkami pełnych skutków kataklizmu – powiedział Gies.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- A Colossal Star Erupts: Examining One of the Largest Stars in the Milky Way As It Fades From View
- The Great Dimming of the Hypergiant Star RW Cephei: CHARA Array Images and Spectral Analysis
Źródło: Georgia State University
Na ilustracji: Obraz w fałszywych kolorach gwiazdy RW Cephei z grudnia 2022 r. (po lewej) i lipca 2023 r. (po prawej). Niejednolity wygląd wynika z pyłu powstałego w wyniku olbrzymiego wyrzutu materii z gwiazdy. Gwiazda jest ogromna, ale znajduje się tak daleko, że wydaje się około milion razy mniejsza niż Księżyc w pełni na niebie. Źródło: CHARA
