Astronomowie po raz pierwszy zauważyli „ukryte” gwiazdy, w tym nowy rodzaj starszego olbrzyma, nazwanego „stary palacz”.
Jak wynika z nowego badania opublikowanego w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, tajemnicze obiekty istnieją w sercu naszej Galaktyki i mogą pozostawać spokojne przez dziesięciolecia – blaknąc niemal do stania się niewidzialnymi – zanim nagle wypuszczą chmury dymu.
Międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem profesora Philipa Lucasa z University of Hertfordshire dokonał przełomowego odkrycia po monitorowaniu prawie miliarda gwiazd w świetle podczerwonym podczas 10-letniego przeglądu nocnego nieba.
Wykryli również dziesiątki rzadko spotykanych nowo narodzonych gwiazd, znanych jako protogwiazdy, które przechodzą ekstremalne rozbłyski w okresie miesięcy, lat lub dziesięcioleci, w ramach formowania się nowego układu słonecznego.
Większość z tych nowo dostrzeżonych gwiazd jest ukrytych dla światła widzialnego przez duże ilości pyłu i gazu w Drodze Mlecznej, ale światło podczerwone może się przez nie przedostać, pozwalając naukowcom zobaczyć je po raz pierwszy.
Astronomowie z Wielkiej Brytanii, Chile, Korei Południowej, Brazylii, Niemiec i Włoch przeprowadzili swoje badania z pomocą Visible and Infrared Survey Telescope (VISTA) – brytyjskiego teleskopu znajdującego się wysoko w chilijskich Andach w Obserwatorium Cerro Parana, które jest częścią Europejskiego Obserwatorium Południowego.
Zespół bacznie obserwował setki milionów gwiazd i przeanalizował 222, które wykazywały największe zmiany jasności.
Prof. Lucas powiedział: Około dwie trzecie gwiazd można było łatwo zaklasyfikować jako dobrze poznane zdarzenia różnego typu.
Reszta była nieco trudniejsza, więc użyliśmy Bardzo Dużego Teleskopu, aby uzyskać widma wielu z nich indywidualnie. Widmo pokazuje nam, ile światła możemy zobaczyć na różnych długościach fal, dając znacznie jaśniejszy obraz tego, na co patrzymy.
Prace zostały przeprowadzone w ramach długoterminowego badania o nazwie VISTA Variables in the Via Lactea (VVV).
Dr Zhen Guo z Uniwersytetu Valparaiso w Chile, który kierował pracami nad widmami, powiedział: “Naszym głównym celem było znalezienie rzadko widywanych nowo narodzonych gwiazd, zwanych również protogwiazdami, w czasie, gdy przechodzą one wielkie rozbłyski, które mogą trwać miesiące, lata, a nawet dekady.
Rozbłyski te zachodzą w wolno wirujących dyskach materii, które tworzą nowe układy słoneczne. Pomagają one nowo narodzonej gwieździe w środku rosnąć, ale utrudniają formowanie się planet.
Nie rozumiemy jeszcze, dlaczego dyski stają się tak niestabilne.
Zespół odkrył 32 wybuchających protogwiazd, których jasność wzrosła co najmniej 40-krotnie, a w niektórych przypadkach ponad 300-krotnie.
Większość wybuchów nadal trwa, co umożliwiło astronomom po raz pierwszy przeanalizowanie dużego zbioru tych tajemniczych zdarzeń w trakcie ich ewolucji – od stanu spoczynku, poprzez szczyt jasności, aż do fazy schyłkowej.
Jednak badania wykazały również coś zupełnie nieoczekiwanego.
W pobliżu centrum Drogi Mlecznej znajdowało się 21 czerwonych gwiazd, które wykazywały niejednoznaczne zmiany jasności podczas 10-letniego przeglądu.
Prof. Lucas wyjaśnił: Nie byliśmy pewni, czy te 21 gwiazd to protogwiazdy rozpoczynające wybuchy, krzyczące noworodki, jeśli można je tak nazwać, czy też wracające do zdrowia po spadku jasności wywołanym przez dysk lub powłokę pyłu przed gwiazdą.
Trzecią opcją było to, że były to starsze olbrzymie gwiazdy wyrzucające materię na późnych etapach swojego życia, wydmuchujące gaz jak starzy palacze.
Analiza widm siedmiu z tych gwiazd, w porównaniu z danymi z wcześniejszych badań, wykazała, że są one w rzeczywistości nowym typem czerwonych olbrzymów.
Profesor Dante Minniti z Uniwersytetu Andrés Bello w Chile, założyciel przeglądu VVV, powiedział: Te starsze gwiazdy siedzą cicho przez lata lub dekady, a następnie wydmuchują kłęby dymu w zupełnie nieoczekiwany sposób.
Przez kilka lat wyglądają na bardzo ciemne i czerwone, do tego stopnia, że czasami w ogóle ich nie widać.
Kolejną wskazówką dotyczącą tego nowego odkrycia jest lokalizacja słabnących olbrzymich gwiazd. Są one silnie skoncentrowane w najbardziej wewnętrznej części Drogi Mlecznej, regionie, w którym gwiazdy są zwykle bogatsze w ciężkie pierwiastki niż gdziekolwiek indziej.
Powinno to ułatwić cząsteczkom pyłu kondensację z gazu w stosunkowo chłodnych warstwach czerwonych olbrzymów. Jednak to, w jaki sposób prowadzi to do wyrzucania kłębów gęstego dymu, które zaobserwował zespół, pozostaje tajemnicą.
Naukowcy stwierdzili, że ich odkrycia mogą zmienić naszą wiedzę na temat sposobu, w jaki pierwiastki są rozmieszczone w przestrzeni kosmicznej, jak wyjaśnia prof. Lucas.
Materia wyrzucana ze starych gwiazd odgrywa kluczową rolę w cyklu życia pierwiastków, pomagając w tworzeniu następnej generacji gwiazd i planet – powiedział.
Uważano, że zjawisko to występuje głównie w dobrze zbadanym typie gwiazd zmiennych Mira Ceti.
Jednak odkrycie nowego typu gwiazdy, która wyrzuca materię, może mieć szersze znaczenie dla rozprzestrzeniania się ciężkich pierwiastków w pobliżu jądra Galaktyki i bogatych w metale regionach innych galaktyk.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- 'Old smokers' and 'squalling newborns' among hidden stars spotted for first time
- The most variable VVV sources: eruptive protostars, dipping giants in the nuclear disc and others
- Spectroscopic confirmation of high-amplitude eruptive YSOs and dipping giants from the VVV survey
- On the incidence of episodic accretion in Class I YSOs from VVV
- Multiwavelength detection of an ongoing FUOr-type outburst on a low-mass YSO
Źródło: RAS
Na ilustracji: Zdjęcie w podczerwieni olbrzyma oddalonego o około 30 000 lat świetlnych, w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, który zniknął, a następnie pojawił się ponownie w ciągu kilku lat. Źródło: RAS
