VLT dostrzegł największego żółtego hiperolbrzyma

Żółty nadolbrzym HR 5171 i jego otoczenie
Żółty nadolbrzym HR 5171 i jego otoczenie.
ESO/Digitized Sky Survey 2

Interferometr VLTI odkrył największą żółtą gwiazdę, jedną z dziesięciu największych znanych gwiazd. Hiperolbrzym posiada średnicę ponad 1300 razy większą niż średnica Słońca. Jest częścią układu podwójnego, którego drugi składnikiem znajduje się tak blisko, że jest w kontakcie z główną gwiazdą. Obserwacje rozciągające się na sześćdziesiąt lat, w tym dokonane przez miłośników astronomii, wskazują także, że ten rzadki obiekt zmienia się bardzo gwałtownie i natrafiliśmy na bardzo krótkotrwałą fazę jego ewolucji.

Dzięki należącemu do ESO interferometrowi (VLTI - Very Large Telescope Interferometer) Olivier Chesneau (Observatoire de la Côte d’Azur, Nicea, Francja) wraz z międzynarodowym zespołem współpracowników odkryli, że żólty nadolbrzym HR 5171 A [1] jest monstrualnych rozmiarów – 1300 razy większy niż średnica Słońca i znacznie większy niż się spodziewano [2]. To największa znana żółta gwiazda, a także jedna z dziesięciu największych znanych gwiazd – o 50% większa niż słynny czerwony nadolbrzym Betelgeza i około milion razy jaśniejsza niż Słońce.

„Nowe obserwacje pokazały także, że gwiazda ta ma bardzo blisko położonego towarzysza w układzie podwójnym, co było prawdziwą niespodzianką” powiedział Chesneau. „Dwie gwiazdy są tak blisko siebie, że dotykają się, a cały system przypomina gigantyczny orzech ziemny.”

Astronomowie wykorzystali technikę zwaną interferometrią, aby połączyć światło zebrane przez kilka indywidualnych teleskopów, efektywnie tworząc gigantyczny teleskop o rozmiarach do 140 metrów. Nowe wyniki na tyle zainteresowały zespół, że sprawdzono także starsze obserwacje rozciągnięte na ponad sześćdziesiąt lat, aby sprawdzić jak gwiazda zachowywała się w przeszłości [3].

Żółte hiperolbrzymy są bardzo rzadkie, w naszej galaktyce znamy ich jedynie kilkanaście – najbardziej znanym przykładem jest Rho Cassiopeiae. Obiekty te należą do największych i najjaśniejszych znanych gwiazd. Znajdują się w takim stadium swojego życia, że są niestabilne i gwałtownie się zmieniają. Z powodu niestabilności żółte hiperolbrzymy wyrzucają materię na zewnątrz, tworząc wielkie, rozciągnięte atmosfery wokół siebie.

Pomimo dużej odległości wynoszącej prawie 12 000 lat świetlnych od Ziemi obiekt ledwo można dostrzec nieuzbrojonym okiem [4] przy dobrych warunkach obserwacyjnych. Odkryto, że HR 5171 A zwiększyła się w ciągu ostatnich 40 lat, jednocześnie ochładzając się i patrzymy na trwającą ewolucję obiektu. Jedynie kilka gwiazd zaobserwowano w trakcie bardzo krótkotrwałej fazy, w której przechodzą dramatyczne zmiany temperatury.

Dzięki analizie danych na temat zmian jasności gwiazdy, przy wykorzystaniu obserwacji z innych obserwatoriów, astronomowie potwierdzili, że obiekt należy do układu podwójnego zaćmieniowego, w którym mniejszy składnik przechodzi przed i za większym. W przypadku HR 5171 A gwiazda jest okrążana przez towarzyszkę co 1300 dni. Mniejszy składnik jest nieznacznie gorętszy od HR 5171 A z temperaturą powierzchniową 5000 stopni Celsjusza.

Chesneau podsumowuje „Towarzysz, którego odkryliśmy, ma duże znaczenie, gdyż może mieć wpływ na los HR 5171 A. Na przykład zrywając zewnętrzne warstwy gwiazdy i modyfikując jej ewolucję.”

Nowe odkrycie wskazuje na ważność badań nad gigantycznymi i krótko żyjącymi żółtymi hiperolbrzymami i może spowodować lepsze zrozumienie ogólnych procesów ewolucji gwiazd masywnych.

Uwagi

[1] Gwiazda jest też nana jako V766 Cen, HD 119796 oraz HIP 67261.

[2] Porównywalne obiekty wydają się być czerwonymi nadolbrzymami o promieniach osiągających 1000-1500 promieni Słońca i początkowych masach nie przekraczających 20-25 mas Słońca. Spodziewano się, że promień żółtego nadolbrzyma będzie 400-700 razy większy niż promień Słońca.

[3] Dane widmowe uzyskano za pomocą Anglo–Australian Telescope i spektrografu University College London Echelle Spectrograph (UCLES) w South African Astronomical Observatory (SAAO), a także za pomocą PUCHEROS z Pontificia Universidad de Chile (PUC) oraz dzięki koronograficznym obserwacjom Near-Infrared Coronagraphic Imager (NICI) na teleskopie Gemini South. Przeanalizowane archiwalne zestawy danych fotometrycznych obejmowały fotometrię podczerwoną z South African Astronomical Observatory z lat 1975-2013 oraz inne zestawy danych z lat 1983 – 2002, w tym obserwacje amatorskie. Zgodność danych profesjonalnych z amatorskimi wykonanymi przez miłośnika astronomii Sebastiana Otero (2000-2013) jest określana przez autorów jako „świetna” i jako „ilustracja jakości obserwacji amatorskich”.

[4] Obserwowana wielkość gwiazdowa HR 5171 A zmienia się pomiędzy 6,10, a 7,30 magnitudo. Obiekt można dostrzec w konstelacji Centaura.

Więcej informacji

Wyniki opublikowano w artykule pt.“The yellow hypergiant HR 5171 A: Resolving a massive interacting binary in the common envelope phase”, Chesneau et al., który ukaże się w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: O. Chesneau (Laboratoire Lagrange, Univ. Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nicea, Francja [Lagrange]), A. Meilland (Lagrange), E. Chapellier (Lagrange), F. Millour (Lagrange), A.M. Van Genderen (Leiden Observatory, Leiden, Holandia), Y. Nazé (Le Fonds de la Recherche Scientifique, Liège, Belgium), N. Smith (Steward Observatory, Tucson, USA), A. Spang (Lagrange), J.V. Smoker (ESO, Santiago, Chile), L. Dessart (Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marsylia, Francja), S. Kanaan (Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso, Chile [IFA]), Ph. Bendjoya (Lagrange), M.W. Feast (South African Astronomical Observatory, RPA [SAAO]), J.H. Groh (Geneva Observatory, Genewa, Szwajcaria), A. Lobel (Royal Observatory of Belgium, Brussels, Belgium), N. Nardetto (Lagrange), S. Otero (American Association of Variable Star Observers, Cambridge, MA, USA), R.D. Oudmaijer (School of Physics & Astronomy, University of Leeds, Wielka Brytania), A.G. Tekola (SAAO and Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, CA, USA), P.A. Whitelock (SAAO), C. Arcos (IFA), M. Curé (IFA) oraz L. Vanzi (Department of Electrical Engineering and Center of Astro Engineering, Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chile).


Dodatkowe informacje i zdjęcia:



Źródło: ESO | Tłumaczenie: Krzysztof Czart

Liczba odsłon: 1659