Zespół astronomów z University of Florida odkrył gwiazdę, która może okazać się największą i najjaśniejszą spośród dotychczas zaobserwowanych. Ten ognisty behemot świeci prawie siedmiokrotnie silniej od gwiazdy, która obecnie piastuje godność najjaśniejszej.

Pomimo tego nie szukajmy tej gwiazdy na nocnym niebie. Chociaż jest ona co najmniej 5 milionów razy jaśniejsza od Słońca, cząstki pyłu pomiędzy nią a Ziemią blokują całkowicie jej widzialne światło. Słońce, choć w porównaniu z nią jest mikrusem, znajduje się zaledwie 8,3 minuty świetlnej od Ziemi. Nowo odkryta rekordzistka odległa jest od naszej planety o 45 tysięcy lat świetlnych i rezyduje po drugiej stronie galaktyki. Wykrywalna jest jedynie poprzez obserwacje w paśmie podczerwonym, ponieważ światło o długościach fali dłuższych od czerwieni łatwiej przenika przez międzygwiezdny pył.

Zespół ogłosił swoje wyniki na konferencji American Astronomical Society w Atlancie. Jego członkowie twierdzą, że odkryta przez nich gwiazda jest co najmniej tak jasna, jak obecna rekordzistka – gwiazda Pistolet, biorąca nazwę od przypominającej kształtem pistolet mgławicy, która ją otacza. Pistolet świeci około 5 milionów razy jaśniej od Słońca, a naukowcy podejrzewają, że jej najnowsza konkurentka – LBV 1806-20 – może mieć jasność sięgającą nawet 40 milionów jasności Słońca.

„Sądzimy, że udało nam się odkryć najbardziej masywną i najjaśniejszą gwiazdę spośród obecnie znanych” – mówi Steve Eikenberry, profesor astronomii z University of Florida i główny autor artykułu traktującego o odkryciu, który ukazał się niedawno w Astrophysical Journal.

Jeden z problemów pojawiających się przy próbie oceny jasności bardzo odległej gwiazdy, to częste przypadki brania grupy kilku gwiazd za jedną, bardzo jasną. Don Figer, astronom ze Space Telescope Science Institute w Baltimore, który przewodził zespołowi odpowiedzialnemu za odkrycie gwiazdy Pistolet w 1997 roku mówi, że wysokiej jakości dane zebrane przez naukowców z University of Florida zmniejszyły prawdopodobieństwo pomyłki, ale jej nie wykluczyły.

„Zdjęcia w wysokiej rozdzielczości wskazują, że nie jest to po prostu grupa gwiazd znajdujących się pozornie blisko siebie. Możliwe jednak, że mamy do czynienia z ciasnym układem wielokrotnym” – mówi Figer. – „Aby jednoznacznie przekonać się, że ten obiekt to pojedyncza, supermasywna gwiazda, potrzebne będą dodatkowe pomiary odległości i jeszcze dokładniejsze zdjęcia„.

LBV 1806-20 jest znana astronomom od lat dziewięćdziesiątych. W owym czasie została zidentyfikowana jako „jasna, niebieska gwiazda zmienna” (Luminous Variable Blue star – LBV) Jest to względnie rzadko spotykany w naszej galaktyce obiekt.

Jasne, niebieskie gwiazdy zmienne są zazwyczaj niezmiernie duże, przykładowo LBV 1806-20 jest co najmniej 150 razy większa od Słońca. Takie gwiazdy są też zwykle bardzo młode – LBV 1806-20 ma około 2 milionów lat, nasz układ słoneczny liczy sobie 5 miliardów lat. Przeciętnie gwiazdy typu słonecznego dożywają 10 miliardów lat.

„LBV skazane są na krótkie i burzliwe życie” – tłumaczy Eikenberry. – „Im więcej mają masy, tym więcej mają paliwa i tym szybciej je spalają. Powoli rozrywają się na strzępy„.

Według Eikenberry’ego jest zespół dokonał kilku przełomowych kroków na drodze do dokładnego oszacowania masy i jasności gwiazdy.

Przykładowo, naukowcom udało się wyostrzyć zdjęcia uzyskane przez pięciometrowy teleskop w Palomar Observatory, używając kamery z układem „ziarnistego obrazowania”, stosunkowo nowej technologii umożliwiającej polepszenie rozdzielczości zdjęć bardzo oddalonych obiektów.

„Drżenie powietrza nad rozgrzaną szosą w lecie – coś takiego górne warstwy atmosfery robią ze światłem dochodzącym do nas od gwiazd” – mówi Eikenberry. – „Ziarniste obrazowanie pozwala wyciąć te szumy i otrzymać znacznie lepszy obraz„.

Składający się z 17 astronomów i studentów zespół obliczył też dość dokładną odległość od Ziemi do LBV 1806-20. Udało się też wyznaczyć jej temperaturę i ilość podczerwonego światła, które jest pochłanianie przez międzygwiezdny pył. Pomocne okazały się dane z czterometrowego teleskopu w Chile, w Cerro Tololo Inter-American Observatory.

Każda z tych informacji to krok w kierunku oszacowania rzeczywistej siły promieniowania gwiazdy. „Dodajesz poprawkę na absorpcję na pyle, na temperaturę, na odległość od Ziemi i jesteś w stanie znacznie lepiej przybliżyć jasność” – objaśnia Eikenberry.

Jedną z zagadek LBV 1806-20 jest w jaki sposób tak masywna gwiazda mogła w ogóle powstać. Obecne teorię przewidują, że maksymalna masa powstającej gwiazdy może wynosić 120 mas Słońca. Eikenberry twierdzi, że jedna z możliwości powstania supermasywnej gwiazdy, to tak zwane katastroficzna formacja gwiazdy. Przykładowo, nieopodal mogło dojść do wybuchu supernowej, co spowodowało nagłe ściśnięcie gazu w jedną, masywną gwiazdę.

Rozmiar nie jest jedyną egzotyczną własnością LBV 1806-20. Jest ona położona w niewielkiej gromadzie niezwykle rzadkich gwiazd, z których jedna jest tak zwanym „emiterem miękkiego promieniowania gamma” (soft gamma ray repeater). Nazwę tę noszą dziwaczne magnetyczne gwiazdy neutronowe, których w naszej galaktyce znaleziono dotychczas zaledwie cztery. Dla porównania, gwiazd w całej Drodze Mlecznej jest około 100 miliardów. Ten typ gwiazd, posiadający pole magnetyczne setki biliardów silniejsze od ziemskiego, bierze swą nazwę od cyklicznych emisji niskoenergetycznego promieniowania gamma, czyli o energiach z zakresu 20 keV – 1 MeV (dane w elektronowoltach). W skład egzotycznej gromady wchodzi też najprawdopodobniej bardzo młoda, wręcz dopiero co powstała gwiazda.

„Mamy tę całą dziwaczną menażerię, skupioną w jednej gromadzie, bardzo blisko siebie” – podsumowuje Eikenberry. – „To naprawdę niespotykane„.

Obecność w gromadzie młodej gwiazdy, jasnej zmiennej i emitera miękkiego promieniowania gamma to żywy przykład potwierdzający zdobywającą coraz większą popularność hipoteza, że gwiazdy należące do jednej gromady niekoniecznie powstawały w jednym momencie. „To co tu widzimy, to jak sądzę podręcznikowy przykład, że proces tworzenia się gromady gwiazd jest o wiele bardziej długotrwały i złożony, niż nam się wydawało” – mówi Eikenberry.

Figer, odkrywca gwiazdy Pistolet, twierdzi, że badania Eikenberry’ego będą znaczącym wkładem w nasze rozumienie procesu powstawania gwiazd. „Poznajemy górne ograniczenia dla naszych teorii formowania się gwiazd” – mówi. – „Zespół Eikenberry’ego bardzo pomógł nam poznać najbardziej ekstremalne gwiazdy„.