Badana gwiazda to WOH G64. Znajduje się w sąsiedniej galaktyce, Wielkim Obłoku Magellana. Została odkryta w latach 80. XX wieku.

- Szybko ustalono, że jest to masywna, niezwykle chłodna gwiazda o niemal rekordowych rozmiarach – jej promień przekracza 1500 promieni Słońca. Tak rzadkie i potężne obiekty określa się mianem czerwonych nadolbrzymów. Masywne gwiazdy żyją stosunkowo krótko – zaledwie kilka do kilkunastu milionów lat – a faza czerwonego nadolbrzyma stanowi końcowy etap ich ewolucji. Zgodnie z teorią powinny one wkrótce zakończyć życie wybuchem supernowej lub zapadnięciem się w czarną dziurę bez widocznej eksplozji. Te końcowe stadia ewolucji pozostają jednak wciąż słabo poznane obserwacyjnie - zrelacjonowali członkowie zespołu OGLE, profesorowie Andrzej Udalski (lider projektu) i Igor Soszyński.

Gwiazda WOH G64 była regularnie obserwowana w ciągu ostatnich dekad, w tym od początku XXI wieku w ramach polskiego projektu OGLE. W trakcie obserwacji prowadzonej w latach 2001-2009 odkryto regularne, okresowe zmiany jasności gwiazdy, wywołane pulsacjami podobnymi do tych obserwowanych w gwiazdach typu Mira Ceti, lecz o wyjątkowo długim okresie 886 dni.

Gwiazda była także okresowo obserwowana spektroskopowo. - W połowie ostatniej dekady stwierdzono, że jej widmo uległo dramatycznym zmianom – WOH G64 wyglądała zupełnie inaczej niż kilkanaście lat temu. Temperatura jej powierzchni wzrosła o około 1000 K. Ciągłe obserwacje fotometryczne prowadzone w czwartej fazie projektu OGLE (od 2010 roku), uzupełnione danymi z innych programów, wykazały zanik wcześniej obserwowanej zmienności okresowej oraz wyraźną zmianę barwy gwiazdy, związaną ze wzrostem temperatury. Przełom nastąpił około 2011 roku, gdy jasność obiektu nagle spadła. Kiedy w latach 2013–2014 powróciła do poprzedniego poziomu, gwiazda ujawniła swoje nowe oblicze - czytamy w informacji prasowej przekazanej PAP.

Naukowców zaskoczyło to, że zamiast wybuchnąć jako supernowa, chłodny czerwony nadolbrzym przekształcił się w tzw. gwiazdę symbiotyczną – układ podwójny złożony z żółtego hiperolbrzyma oraz towarzyszącej mu znacznie mniejszej gwiazdy.

- Hiperolbrzym, choć wciąż olbrzymich rozmiarów, jest znacznie gorętszy niż wcześniej i ma niemal o połowę mniejsze rozmiary niż w fazie czerwonego nadolbrzyma. Jego towarzysz to gwiazda typu słonecznego, lecz kilkukrotnie masywniejsza, gorętsza i jaśniejsza od Słońca, emitująca światło głównie w zakresie niebieskim. Obserwacje pokazują więc, że późne etapy ewolucji gwiazd mogą przebiegać w różny sposób - opisali astronomowie.

W poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, co mogło spowodować tak radykalną przemianę, rozważane są dwa scenariusze. Pierwszy wiąże się z podwójną naturą układu.

- W wyniku rozszerzania się otoczki bardziej masywnego składnika druga gwiazda mogła zostać przez nią pochłonięta, przez co z zewnątrz system wyglądał jak pojedynczy, rozdęty czerwony nadolbrzym. Jest to tzw. faza wspólnej otoczki w układzie podwójnym. Oddziaływanie zanurzonej gwiazdy z otoczką masywnej sąsiadki mogło jednak doprowadzić do odrzucenia jej zewnętrznych warstw. Na początku drugiej dekady XXI wieku ukazał nam się oryginalny układ podwójny – teraz w postaci niebieskiej gwiazdy i żółtego hiperolbrzyma, będącego odsłoniętym wnętrzem czerwonego nadolbrzyma - opisali badacze.

Drugi scenariusz zakłada, że żółty hiperolbrzym wyrzucił w przeszłości ogromne ilości materii, które na wiele lat przesłoniły cały układ, sprawiając, że z zewnątrz przypominał on czerwonego nadolbrzyma. - Na początku XXI wieku materia ta rozproszyła się na tyle, że system WOH G64 ponownie stał się widoczny w swojej rzeczywistej postaci – jako gwiazda symbiotyczna złożona z niebieskiego składnika i żółtego hiperolbrzyma - czytamy.

Nie wiadomo, co stanie się dalej z tym niezwykłym układem. Astronomowie przewidują, że masywny składnik może zakończyć życie wybuchem supernowej. Nie jest jednak wykluczony scenariusz, w którym system przekształci się w czarną dziurę – czy to w wyniku grawitacyjnego zapadnięcia się hiperolbrzyma w dalszej fazie ewolucji, czy też wskutek połączenia z niebieskim towarzyszem.

Profesorowie Udalski i Soszyński zwrócili też uwagę, że badania gwiazdy WOH G64 podkreślają znaczenie wielkoskalowych przeglądów nieba, takich jak projekt OGLE, monitorujących jasność milionów gwiazd. Dzięki wieloletnim, systematycznym obserwacjom możliwe jest nie tylko odkrywanie tak wyjątkowych obiektów, lecz także śledzenie ich zmian w coraz dłuższych skalach czasowych.

Wyniki badań opisano w piśmie „Nature Astronomy”.

Projekt OGLE jest współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Narodowe Centrum Nauki oraz Fundację na Rzecz Nauki Polskiej.(PAP)

Nauka w Polsce

bar/ zan/