Żółte hiperolbrzymy – czym są?
Astronomowie chcąc zbadać typ gwiazd, określany jako żółte hiperolbrzymy, klasa ciężkich obiektów znanych z silnych wybuchów, skupili się na Rho Cassiopeiae odkrywając, że cykliczne wyrzuca ona materiał co 10 do 40 lat.
Astronomowie z Royal Observatory of Belgium (ROB), pod kierownictwem, Alexa Lobela, przeprowadzili badanie, które obejmowało dane historyczne obejmujące 138 lat. Wyniki wskazują, że energetyczne pulsacje wywołują te masywne cykliczne erupcje. Pozwoliło to również lepiej zrozumieć ewolucję żółtych hiperolbrzymów i ich potencjalną transformację w świecące na niebiesko gwiazdy zmienne lub supernowe. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics.
Żółte hiperolbrzymy to jedne z najmasywniejszych i najjaśniejszych gwiazd w naszej galaktyce. Wykazują one powtarzające się i silne wybuchy, które od dziesięcioleci zastanawiają astronomów. Najbardziej znanymi z nich są Rho Cassiopeiae (Rho Cas), HR 8752 i HR 5171A. Znajdują się one w końcowych etapach swojej ewolucji, co pomaga astronomom badać cykl życia tych bardzo ciężkich obiektów o temperaturach powierzchniowych porównywalnych do Słońca, ale świecących do pół miliona razy jaśniej.
Badanie żółtych nadolbrzymów pomaga naukowcom zrozumieć późny okres życia masywnych gwiazd. W szczególności, mogą przyjrzeć się etapowi tuż przed ich ewolucją w supernowe z zapadającym się jądrem lub, alternatywnie, w inną klasę gorętszych hiperolbrzymów zwanych gwiazdami zmiennymi typu S Doradus.
Przejście to następuje, gdy żółte hiperolbrzymy szybko ewoluują przez tak zwaną żółtą pustkę ewolucyjną na górnym diagramie Hertzsprunga-Russella (wykres klasyfikujący gwiazdy) temperatury gwiazdowej w stosunku do jasności. Zrozumienie powtarzających się wybuchów i pulsacji tych obiektów może pomóc badaczom udoskonalić teoretyczne modele zaawansowanych etapów ewolucji gwiazd i lepiej zrozumieć zjawiska cyklicznych ich erupcji.
W nowym badaniu, astronomowie skupili sią się na Rho Cassiopeiae, jednym z najlepiej zbadanych żółtych nadolbrzymów, analizując długoterminową zmienność jasności w latach 1885-2023. Ten obszerny zbiór danych pozwolił na poznanie unikalnych właściwości fizycznych obiektu, a także początku i przebiegu trzech jego dużych wybuchów w 1986, 2000 i 2013 roku.
Te długoterminowe obserwacje, jak opisują naukowcy, ujawniły wzór: Rho Cas wykazuje cykliczne erupcje co około 10-40 lat, z których każda wiąże się ze znacznymi wahaniami temperatury powierzchni, w zakresie od około 4500 do 7500 stopni Celsjusza. Nowe odkrycie stanowi wyjątkową okazję do śledzenia bardzo masywnej gwiazdy podczas zmian ewolucyjnych.
Po raz pierwszy astronomowie precyzyjne określili zmiany temperatury w oparciu o wiarygodne dane spektroskopowe w połączeniu z obserwacjami fotometrycznymi w latach 1962-2020. Ta nowa metodologia pozwoliła na dokładniejszą analizę tego niezwykłego typu gwiazd, jakim są żółte hiperolbrzymy, w szczególności dynamicznego zachowania ich masywnych atmosfer (średnica od 400 do 700 razy większa od Słońca).
Badanie sugeruje, że pulsacje Rho Cassiopeiae stają się bardziej intensywne w miarę zbliżania się wybuchu. W szczególności okresy obserwowane na krzywej jasności żółtych nadolbrzymów, w paśmie widzialnym stają się dłuższe, a amplitudy pulsacji rosną w latach poprzedzających erupcję. Sygnalizuje to, że odgrywają one kluczową rolę w wyzwalaniu powtarzających się wybuchy, które miały miejsce sześć razy w ciągu ostatnich 138 lat, w odstępach 10, 41, 40, 14 i 13 lat.
Emil Gołoś
