Starzy palacze – nowy typ gwiazdy w centrum Drogi Mlecznej

Nowy typ gwiazdy, potocznie nazwany „starym palaczem” (ang. old smoker), odkryto w centrum naszej galaktyki. Stare, spokojne z pozoru gwiazdy, wybuchają nagle wielkimi ilościami metalicznego pyłu, by po kilku latach wrócić do wcześniejszej, cichej formy. Astronomowie nie rozumieją jeszcze do końca tego zjawiska, ale jedna z teorii mówi, że jest to ważny element tego, jak ciężkie pierwiastki rozprzestrzeniają się w galaktyce.

31.01.2024Aktualizacja: 14.03.2024Opublikował: RK

„Siedzą spokojnie niezauważone przez wieki, a gdy zbliżają się do końca swego życia, nagle wypuszczają z siebie ogromną chmurę dymu” – tak opisowo, niemal poetycko, dziennikarze przedstawiają nowy typ gwiazdy, którego odkrycie właśnie ogłoszono w czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

Odkrycia dokonał zespół astronomów pod kierownictwem prof. Philipa Lucasa z brytyjskiego University of Hertfordshire, który przez ponad dziesięć lat obserwował centrum Drogi Mlecznej, przy czym jego celem wcale nie było poszukiwanie nowego typu gwiazd. Korzystając z danych dostarczonych przez teleskop VISTA, znajdujący się w chilijskich Andach astronomowie prowadzili badania nad protogwiazdami, czyli młodymi (w kosmicznej perspektywie) tworami, gwiazdami w trakcie narodzin, charakteryzującymi się częstymi, żywiołowymi eksplozjami. Było to badanie wyjątkowo owocne – zakończyło się znalezieniem w sumie 32 protogwiazd, co stanowi swoisty astronomiczny rekord.

To, co odkryto przy okazji przyćmiło jednak sukces pierwotnie zaplanowanego badania. W samym centrum Drogi Mlecznej, w bardzo gęstym środowisku bogatym w metale, w regionie zwanym Nuclear Stellar Disc, znajduje się grupa gwiazd, która na pierwszy rzut oka nie odróżnia się niczym od otoczenia – spokojnych, wiekowych gwiazd. Gwiazdy nazwane potem „starymi palaczami” początkowo nie odróżniały się niczym, może co najwyżej swoim niepokojącym spokojem. Obserwowane przez długie lata nie wyróżniały się niczym, by nagle stać się 40-100 razy większe – czasem spęcznienie było tak ogromne i nagłe, że teleskop nie był w stanie ująć go w całości – i eksplodować na „oczach” obserwujących teleskopów.

Cały proces trwał zaledwie kilka lat, przy odrobinie szczęścia można więc go było obserwować w całości. Niedługo później, bez żadnego ostrzeżenia cały proces ustawał, a gwiazdy wracały do swoich normalnych rozmiarów i luminescencji.

Badacze podkreślają, że nie wiedzą jeszcze zbyt wiele o starych palaczach.

– Wszystko, czego udało nam się o nich dowiedzieć sugeruje, że jest to przypadek gwiazd wyrzucających kłęby dymu – z powodów, których nie do końca rozumiemy – opowiada prof. Lucas.

Wydaje się, że kłęby dymu okresowo całkowicie zasłaniają gwiazdę przed naszymi oczami. Jak to możliwe? W tych rejonach galaktyki znajduje się znacznie więcej niż w naszej okolicy ciężkich pierwiastków metali, które znacznie skuteczniej niż powszechny u nas wodór i hel tworzą pył potrafiący zakryć widzialną zwykle planetę.

Co powoduje te wybuchy – pozostaje jednak dla nas tajemnicą. Ciekawa pozostaje jednak pewna teoria, wedle której ilość materii wyrzucanej podczas takiego „wydmuchu” jest na tyle istotna, że może odgrywać znaczącą rolę w tym, jak ciężkie pierwiastki rozprzestrzeniają się w naszej galaktyce. To zaś miałoby znaczenie także przy powstawaniu naszego Układu Słonecznego i naszej planety.

Na razie jednak – jak podkreśla prof. Lucas – badacze raczej kręcą się w miejscu, rozglądając się za najlepszymi teoriami, które będzie można poddać rozważaniom i krytyce.

W sumie odkryto dotąd 21 starych palaczy, ale – jak podkreślają autorzy badań – z pewnością jest ich znacznie, znacznie więcej.

Badania:

Phil Lucas et al, The most variable VVV sources: eruptive protostars, dipping giants in the Nuclear Disc and others, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stad3929
Zhen Guo et al, Spectroscopic confirmation of high-amplitude eruptive YSOs and dipping giants from the VVV survey, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stad3700
Carlos Contreras Peña et al, On the incidence of episodic accretion in Class I YSOs from VVV, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stad3780
Zhen Guo et al, Multi-wavelength detection of an ongoing FUOr-type outburst on a low-mass YSO, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnrasl/slad201

Opracowano na podstawie artykułu Daniela Lawlera 'Old smokers': Strange new type of star discovered in Milky Way opublikowanego na portalu Phys.org.

Grafika autorstwa Philipa Lucasa/University of Hertfordshire udostępniana na licencji CC BY 4.0