Odkryto brakujące ogniwo w ewolucji gwiazd! Takiej jeszcze nie widzieliśmy

Odkrywanie ewolucji gwiazd nie jest prostym zadaniem. Nawet największe gwiazdy, a tym samym najkrócej żyjące potrzebują co najmniej kilku milionów lat, aby przejść od narodzin do śmierci. To zdecydowanie za długo, aby naukowcy mogli zaobserwować młodą gwiazdę i monitorować ją aż do jej naturalnej śmierci. O mniejszych i żyjących miliardy lat gwiazdach tym bardziej nie ma co mówić. Nie zmienia to jednak faktu, że dzięki wieloletnim badaniom wiemy o gwiazdach całkiem sporo.
gwiazdy
gwiazdy

Wyobraźmy sobie, że na Ziemię na chwilę przylatują przedstawiciele obcej cywilizacji. Obserwują wszystkich ludzi wokół, widzą niemowlęta, małe dzieci, dorosłych i starców i po jednym dniu wracają do siebie. Na podstawie tego doświadczenia są w stanie jedynie powiedzieć, że ludzie na Ziemi są różni. Nie są jednak w stanie powiedzieć, jak wygląda ewolucja człowieka od narodzin po śmierć. Jeżeli jednak sfotografują miliony ludzi w różnych sytuacjach, to dogłębna analiza zależności i sytuacji między nimi może im powiedzieć, który etap życia jest wczesny, a który późny. W ten sposób nie spędzając na Ziemi stu lat, będą mogli mniej więcej zrozumieć, jak wygląda życie człowieka.

Tak samo jest z gwiazdami. Astronomowie obserwują miliony gwiazd, obserwują ich skład chemiczny i na podstawie takich badań są w stanie tworzyć modele ewolucji gwiazdy, tworzyć całe ścieżki ewolucyjne tłumaczące, przez jakie kolejne stadia życia owa gwiazda może przechodzić. W ten sposób dowiedzieliśmy się już o wszechświecie bardzo dużo. Nie zmienia to jednak faktu, że w wielu takich ścieżkach występują wciąż luki. Oznacza to, że wydaje nam się, iż wiemy jakich obiektów jeszcze nie widzieliśmy we wszechświecie, ale według naszej najlepszej wiedzy muszą one gdzieś istnieć, bowiem łączą dwa różne, już zaobserwowane stadia życia gwiazdy. Czasami dopiero po jakimś czasie udaje się taki obiekt dojrzeć.

Czytaj także: Ewolucja gwiazd trwa cały czas. Jak wyglądają etapy życia gwiazdy?

Tak też stało się właśnie teraz. Naukowcy z niemieckiego Centrum Astronomii na Uniwersytecie w Heidelbergu jako pierwsi odkryli odartą z materii gwiazdę o masie pośredniej. Taki etap ewolucji przewidziany został już znacznie wcześniej, jako etap pośredni prowadzący do zderzenia dwóch gwiazd neutronowych.

Jak gwiazda traci swoje zewnętrzne warstwy?

Odarcie gwiazdy z materii następuje zazwyczaj w układach podwójnych, gdzie jedna gwiazda traci swoje zewnętrzne warstwy, odsłaniając swoje gęste i gorące jądro helowe. Utracona w ten sposób materia opada na drugą gwiazdę w układzie, stopniowo zwiększając jej tempo rotacji.

Do opisywanego odkrycia doszło niejako przypadkiem. Zespół astronomów pracujących na Bardzo Dużym Teleskopie w Chile odkrył nietypowy sygnał pochodzący z gorącej masywnej gwiazdy znajdującej się w pobliskiej galaktyce karłowatej — Małym Obłoku Magellana. Szczegółowa analiza sygnału wykazała, że nie jest to jednak jedna gwiazda, a odarta z materii gwiazda o masie pośredniej oraz szybko rotująca gwiazda Be rozkręcona przez opadającą na nią masę. Co jeszcze ciekawsze, okazało się, że od dawna poszukiwana gwiazda nie wygląda tak, jak się tego astronomowie spodziewali. Być może zresztą dlatego tak długo nie udawało się znaleźć ani jednej takiej gwiazdy.

Pierwotnie zakładano, że odarta z materii gwiazda traci wszystkie swoje warstwy zewnętrzne. Tymczasem wszystko wskazuje na to, że jądro helowe zatrzymuje cienką otoczkę wodoru na swojej powierzchni, przez co skutecznie myli astronomów. Można powiedzieć, że mamy tu do czynienia z gwiazdami częściowo odartymi z materii, które na pierwszy rzut oka wyglądają jak normalne gorące gwiazdy. Dopiero wysokiej rozdzielczości dane widmowe i modele komputerowe mogą odkryć ich prawdziwą naturę.

Jak wygląda przyszłość tej gwiazdy?

Mówiąc krótko: nudno nie będzie. Za maksymalnie milion lat gwiazda odarta z materii eksploduje jako supernowa, pozostawiając po sobie gwiazdę neutronową. Jeżeli jej towarzyszką tę eksplozję przetrwa, to role w układzie się zamienią. Teraz to ta druga gwiazda będzie odzierana z materii przez gwiazdę neutronową. Ostatecznie jednak dużo później oba składniki będące już wtedy gwiazdami neutronowymi połączą się ze sobą, tworząc w tym procesie mnóstwo srebra i złota.