Polscy astronomowie zważyli olbrzymy

Artystyczna wizja układu gwiazd zaćmieniowych. Gdy dwie gwiazdy obiegające się wzajemnie zakrywają się a wówczas ich łączny blask zmniejsza się. Obserwacje tych zmian jasności pomagają astronomom w wyznaczaniu odległości, mas i rozmiarów gwiazd układu.
Źródło: ESO/L. Calçada
Dwa zespoły astronomów, oba kierowane przez polskich naukowców – dra Dariusza Graczyka i dra Krzysztofa Hełminiaka – wspólnie zbadały niezwykły układ gwiazd. Układ zaćmieniowy HD 187669 składa się z dwóch bardzo dużych gwiazd, tzw. olbrzymów. Astronomowie zmierzyli ich masy i rozmiary - jest to najdokładniejszy pomiar dla tego typu gwiazd w Drodze Mlecznej. Odkrycie zostało ogłoszone na łamach prestiżowego czasopisma „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

Układ podwójny HD 187669 znajduje się w odległości 2000 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Strzelca. Jest to para stosunkowo chłodnych, czerwonych gwiazd, z których jedna jest ponad 11, a druga 22 razy większa od Słońca. Gwiazdy te tworzą tzw. układ zaćmieniowy, czyli zasłaniają się nawzajem co jakiś czas. Obie są czerwonymi olbrzymami – gwiazdami, które większość swojego życia mają już za sobą. Za około 4,5 miliarda lat Słońce również stanie się czerwonym olbrzymem, podobnym do składników HD 187669.

Interesujący charakter układu zauważony został niezależnie przez dwa zespoły naukowców: pierwszy zespół prowadzony jest przez Krzysztofa Hełminiaka z Obserwatorium Subaru na Hawajach, a drugi pod przewodnictwem Dariusza Graczyka z Universidad de Concepción w Chile. W skład zespołów wchodzili astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego oraz Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika Polskiej Akademii Nauk. Zespoły równolegle analizowały te same obserwacje, wykonane przez siebie przy użyciu 3,6-metrowego teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), amerykańskich teleskopów PROMPT, znajdujących się w Chile oraz wykorzystując publicznie dostępne dane, w tym zebrane w ramach realizowanego przez polskich astronomów projektu ASAS.

Unikalnym rezultatem pracy badaczy jest precyzyjny pomiar rozmiarów, mas obu gwiazd oraz odległości do układu. Dla rozmiarów uzyskali dokładność 2,5%, masy wyznaczyli z precyzją 0,25%, zaś odległość z precyzją porównywalna z możliwościami obserwatorium kosmicznego Gaia –uruchomionego przez Europejską Agencję Kosmiczną w lipcu 2014 roku. Taka dokładność możliwa była do osiągnięcia dzięki specyfice układu zaćmieniowego, a taka konfiguracja dwóch olbrzymów jest niezwykle rzadka. Składniki HD 187669 są pierwszymi olbrzymami w Drodze Mlecznej, których własności zostały poznane tak dobrze.

Sam układ olbrzymów okazał się ciekawy z jeszcze innego powodu. Co 88 dni, bo tyle trwa obieg obu gwiazd wokół siebie, mniejsza z nich całkowicie chowa się za większą. Jest to zjawisko rzadkie nawet wśród par zaćmieniowych. „Niektóre własności fizyczne gwiazd, jak temperatura ich powierzchni, czy ich skład chemiczny, można wywnioskować z analizy wysyłanego przez nie światła. Zazwyczaj w przypadku układów podwójnych obserwujemy dwie gwiazdy jednocześnie, a ich światło się miesza, przez co taka analiza jest utrudniona” wyjaśnia dr Hełminiak. „W przypadku HD 187669 przez kilka dni co trzy miesiące mogliśmy obserwować tylko jedną i zbadać ją dokładnie. Nie było to łatwe, biorąc pod uwagę, że takie zjawisko jest widoczne z Ziemi tylko kilka razy do roku, a dostępny czas obserwacji jest bardzo ograniczony” dodaje dr Graczyk.

Do tej pory znane były przykłady gwiazd olbrzymów, zarówno pojedynczych jak i znajdujących się w układach podwójnych. Są one jednak stosunkowo nieliczne, gdyż ten późny etap ewolucji gwiazd jest bardzo krótki w porównaniu z resztą ich życia. Stąd też wiedza na ich temat jest ograniczona. Dokładne poznanie parametrów składników HD 187669 pozwala astronomom lepiej zrozumieć późne stadia cyklu życia gwiazd takich jak Słońce. Dzięki takim układom mamy lepszy wgląd w przyszłość naszej najbliższej gwiazdy. Oba zespoły zapowiadają kolejne odkrycia tego typu.

Kontakt dla mediów:

dr Krzysztof Hełminiak
Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, Hilo, USA
xysiek@naoj.org

mgr Milena Ratajczak
Centrum Astronomiczne im. M. Kopernika Polska Akademia Nauk, Polska
Zakład Astrofizyki
ul. Rabiańska 8, Toruń
milena@ncac.torun.pl
tel. +48 56 621 92 49 wew. 23

dr Dariusz Graczyk
Universidad de Concepción, Departamento de Astronomia, Concepción, Chile
Millenium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile
darek@astro-udec.cl

Liczba odsłon: 1143