RW Cephei, jedna z największych gwiazd Drogi Mlecznej, zanika

Astronomowie pozyskali pierwsze szczegółowe obrazy masywnej gwiazdy znanej jako RW Cephei, która niedawno doświadczyła niecodziennego zjawiska zanikania. Obrazy dostarczają nowych informacji na temat tego, co dzieje się z jednaną z największych gwiazd naszej galaktyki, znajdującej się około 16 tysięcy lat świetlnych od Ziemi.

Szczegółowe obrazy i obserwacje z wykorzystaniem inteligentnych algorytmów stworzonych przez zespół naukowców z Georgia State University’s CHARA Array sugerują wielką erupcję, która wystrzeliła chmurę gazu z RW Cephei, blokując dużą część światła gwiazdy docierającego do Ziemi. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Astronomical Journal.

Naukowców zaskoczyło blaknięcie ogromnej gwiazdy. Jest ona przykładem „chłodnego hipergiganta”, gwiazdy, która urosła do ogromnych rozmiarów, zbliżając się do końca swojego życia. RW Cephei jest tak duża, że gdyby znajdowała się w miejscu Słońca, jej zewnętrzne warstwy sięgałyby poza orbitę Jowisza.

„Pierwsze obserwacje CHARA przeprowadziliśmy w grudniu 2022 r., tuż przed przerwą zimową, ale wyniki były tak niezwykłe, że postanowiliśmy przeprowadzić dodatkowe obserwacje, gdy gwiazda znów będzie widoczna” – mówi Narsireddy Anugu, astronom z Georgia State University.

Bardzo stare gwiazdy wykazują wahania światła, które są związane ze zmianami w ich zewnętrznych warstwach. Zmiany te są zazwyczaj niewielkie, przez co naukowcy byli zdumieni, gdy astronomowie Wolfgang Vollmann i Costantino Sigismondi ogłosili w 2022 roku, że RW Cephei wyblakła w sposób znaczny, w ciągu ostatnich kilku lat. Do grudnia 2022 r. wyblakła do około jednej trzeciej swojej normalnej jasności, co stanowi bezprecedensowy spadek.

Pomimo swoich ogromnych rozmiarów, RW Cephei znajduje się tak daleko, że nawet przy użyciu największych konwencjonalnych teleskopów wygląda jak mały punkt. Aby zaobserwować gwiazdę z bliska, potrzebne były niezwykłe możliwości teleskopu Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array.

CHARA Array to sześcioteleskopowy obiekt znajdujący się w Obserwatorium Mount Wilson w Kalifornii. Teleskopy są rozmieszczone na szczycie góry i działają razem jako jeden system. Połączenie ich wiązek światła daje CHARA Array możliwość zobaczenia szczegółów bardzo małych obiektów na niebie, około 30 razy mniejszych niż największe konwencjonalne teleskopy i mniejszych niż człowiek na Księżycu widziany z Ziemi.

Obserwacje przy pomocy CHARA wykazały początkowo, że gwiazda nie jest okrągła, jak oczekiwano. Jednak by możliwe było wykonanie obrazu z pełnymi szczegółami wymagało specjalistycznych programów komputerowych stworzonych przez profesora astronomii Uniwersytetu Stanowego Georgia, Fabiena Barona.

Ostateczne zdjęcia pokazują gwiazdę, która jest konwulsyjnie poruszana przez ruchy w jej zewnętrznych warstwach, które tworzą słabsze i jaśniejsze plamy na jej powierzchni. Jej wygląd zmienił się znacząco w ciągu 10-miesięcznego okresu obserwacji, który zbiegł się z przejściem od najsłabszego stanu do powolnego powrotu do dawnej jasności.

Dodatkowe obserwacje RW Cephei, które zostały wykonane przez absolwentkę Georgia State University Katherine Shepard w Apache Point Observatory w Nowym Meksyku pozwoliły jeszcze dokładniej zbadać tajemnicę znikającej gwiazdy. Shepard użyła specjalnej kamery do rejestrowania światła z RW Cephei w zakresie od widzialnego do podczerwieni. Pomiary te wykazały, że zanikanie było znacznie większe w kolorach widzialnych w porównaniu do podczerwieni. Jest to znak ostrzegawczy, że światło gwiazdy zostało przesłonięte przez mikroskopijne chmury pyłu blokujące widok z Ziemi.

Obserwacje sugerują, że RW Cephei doświadczyła ogromnej erupcji, która wyrzuciła ogromną chmurę gazu. W miarę oddalania się obłok ochładzał się i tworzył chmury cząstek pyłu, które skutecznie blokowały dużą część światła gwiazdy. Obecnie obłok się rozszerza, co pozwala ponownie widzieć gwiazdę i jej niespokojne otoczenie.

Dyrektor CHARA Douglas Gies uważa, że może to być jedna z kilku wielkich erupcji, które wstrząsnęły RW Cephei w ciągu ostatniego stulecia i będą nadal odgrywać rolę w utracie masy przed zakończeniem życia przez gwiazdę.

Emil Gołoś