W zeszłym roku Betelgeza (nadolbrzym z gwiazdozbioru Oriona) bardzo zaskoczyła astronomów swoim ściemnieniem. Teraz naukowcy zwrócili uwagę na znajdującą się w sąsiednim gwiazdozbiorze Wielkiego Psa olbrzymią gwiazdę. Czerwony hiperolbrzym VY Canis Majoris, choć jest większy i gwałtowniejszy od Betelgezy, doświadcza podobnych ściemnień okresowych, ale dłuższych. Obserwacje przeprowadzone z pomocą Teleskopu Hubble’a sugerują, że za jego ściemnieniem stoją te same procesy co w przypadku Betelgezy.

„VY Canis Majoris zachowuje się bardzo podobnie do Betelgezy na sterydach” – wyjaśniła Roberta Humphreys z University of Minnesota, astrofizyk prowadząca badanie. Dane Hubble’a sugerują, że na ściemnienie najjaśniejszej gwiazdy Oriona miały wypływ gazy, które stworzyły chmurę pochłaniającą część światła.

„W VY Canis Majoris widzimy coś podobnego, ale na znacznie większą skalę. Masowe wyrzuty materii odpowiadają jej bardzo wyraźnemu blaknięciu. Uwolniony pył tymczasowo blokuje światło gwiazdy” – powiedział astrofizyk Roberta Humphreys.

Zdjęcie po lewej przedstawia chmurę materii i zostało wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Grafika środkowa to zbliżenie na obszar blisko samej gwiazdy. Obraz po lewej to wizja artystyczna hiperolbrzma wyrzucającego ogromne masy materii.

Czerwony hiperolbrzym jest 300 000 razy jaśniejszy niż Słońce. Gdyby je zastąpił w Układzie Słonecznym, jego promień rozciągałby się aż do orbity Jowisza i Saturna. „Ta gwiazda jest absolutnie niesamowita. To jedna z największych gwiazd, jakie znamy – bardzo wyewoluowany czerwony nadolbrzym. Miał wiele gigantycznych erupcji” – dodaje Humphreys.

Ładunki plazmy otaczające gwiazdę wyglądają jak wybuchy słoneczne z naszego układu, ale są wielokrotnie silniejsze. Wydają się być połączone grawitacyjnie z gwiazdą, ale oddalają się od niej. Te pozostające w pobliżu nadolbrzyma nadal są zwarte. Zespół w poprzednim latach określił wiek wyrzuconych przez gwiazdę struktur – część z nich ma mniej niż kilkaset lat.

W ramach nowej pracy z Hubble’em, naukowcy poznali bliżej chmury wyrzucane przez gwiazdę. Używając teleskopu do określenia ruchów i prędkości zbliżających się węzłów gorącego gazu Roberta Humphreys i jej zespół byli w stanie dokładniej określić daty tych erupcji. Odkryli, że wiele z tych struktur powstało w XIX i XX wieku, kiedy VY Canis Majoris zbladła tak mocno, że nie można jej było zobaczyć gołym okiem.

Na mapie zaznaczono położenie VY Canis Majoris na niebie.

Hiperolbrzym wyrzucił 100 razy więcej masy niż Betelgeza. Masa gazu, zgromadzonego w niektórych węzłach, jest ponad dwukrotnie większa niż masa Jowisza (najciężej planety w Układzie Słonecznym). „Epizody dużej utraty masy zarówno u VY Canis Majoris, jak i Betelgezy są prawdopodobnie spowodowane dużą aktywnością na powierzchni gwiazdy, dużymi komórkami konwekcyjnymi, takimi jak na Słońcu. Jednak na VY Canis Majoris komórki mogą być tak duże jak całe Słońca lub większe”, powiedziała profesor Roberta Humphreys.

„Jest to prawdopodobnie bardziej powszechne u czerwonych nadolbrzymów, niż sądzili naukowcy, a VY Canis Majoris jest ekstremalnym przykładem” – mówi prof. Roberta Humphreys. „Może to być nawet główny mechanizm napędzający utratę masy, co dla czerwonych olbrzymów zawsze było tajemnicą”.

Żywot tej gwiazdy rozpoczął się od stadium niebieskiego nadolbrzyma o masie 35-40 razy większej od masy Słońca. Po milionach lat, gdy zmieniło się tempo przemian w jej jądrze, gwiazda napęczniała i stała się czerwonym nadolbrzymem.

„Tym, co sprawia, że VY Canis Majoris jest tak wyjątkowym, tak ekstremalny przykładem, z tak bardzo złożonym wyrzutem, może być fakt, że jest to czerwony nadolbrzym drugiego stopnia” – wyjaśniła Robera Humphreys. VY Canis Majoris stracił już prawie połowę swojej masy. Może się zapaść bezpośrednio do czarnej dziury, zamiast eksplodować jako supernowa.

Odkrycia zespołu ukazały się w The Astronomical Journal z 4 lutego 2021 roku.

Autor

Sebastian Syty