Masa czerwonych olbrzymów „skradziona” przez gwiezdnych sąsiadów

Astronomowie zidentyfikowali nowy, smuklejszy typ czerwonego olbrzyma. Tylko około 40 takich gwiazd istnieje w morzu tysięcy w Drodze Mlecznej.

Astronomowie z Uniwersytetu w Sydney po raz pierwszy znaleźli szczuplejszy typ czerwonego olbrzyma. Gwiazdy te uległy dramatycznej utracie masy, prawdopodobnie z powodu zachłannego gwiezdnego towarzysza. Odkrycie, opublikowane w Nature Astronomy, jest ważnym krokiem naprzód w zrozumieniu życia gwiazd w Drodze Mlecznej – naszych najbliższych sąsiadów.

W naszej Galaktyce znajdują się miliony gwiazd typu czerwony olbrzym. Te chłodne i świetliste obiekty są tym, czym nasze Słońce stanie się za cztery miliardy lat. Od pewnego czasu astronomowie przewidywali istnienie mniejszych czerwonych olbrzymów. Po znalezieniu kilku z nich, zespół astronomów może wreszcie potwierdzić ich istnienie.

Mieliśmy ogromne szczęście, że znaleźliśmy około 40 smuklejszych czerwonych olbrzymów, ukrytych w morzu normalnych. Smuklejsze czerwone olbrzymy są albo mniejsze, albo mniej masywne niż normalne czerwone olbrzymy – mówi główny autor pracy, doktorant Yaguang Li z Uniwersytetu w Sydney.

Jak i dlaczego chudną? Większość gwiazd w kosmosie występuje w układach podwójnych – są to dwie gwiazdy związane ze sobą grawitacyjnie. Gdy gwiazdy w bliskich układach podwójnych rozszerzają się, co ma miejsce w miarę starzenia się gwiazd, część materii może dotrzeć do sfery grawitacyjnej towarzysza i zostać z niej wyssana. W przypadku stosunkowo małych czerwonych olbrzymów sądzimy, że towarzysz może być obecny – powiedział Li.

Wewnątrzgalaktyczne poszukiwanie skarbów
Zespół przeanalizował archiwalne dane z Kosmicznego Teleskopu Keplera. Od 2009 do 2013 roku teleskop ten nieustannie rejestrował zmiany jasności dziesiątków tysięcy czerwonych olbrzymów. Korzystając z tego niezwykle dokładnego i dużego zbioru danych, zespół przeprowadził dokładny spis tej gwiezdnej populacji, zapewniając podstawy do wykrycia wszelkich odchyleń.

Odkryto dwa rodzaje niezwykłych gwiazd: czerwone olbrzymy o bardzo niskiej masie oraz słabo świecące (ciemniejsze) czerwone olbrzymy.

Gwiazdy o bardzo niskiej masie mają masę zaledwie od 0,5 do 0,7 masy Słońca, czyli około połowy jego masy. Gdyby gwiazdy o niskiej masie nie straciły nagle na masie, ich masa wskazywałaby, że są starsze niż wiek Wszechświata – co jest niemożliwe.

Kiedy po raz pierwszy otrzymaliśmy masy tych gwiazd, myśleliśmy, że coś jest nie tak z pomiarami – powiedział Li. Ale okazało się, że nie było.

Z kolei gwiazdy słabo świecące mają normalne masy, od 0,8 do 2 mas Słońca. Są one jednak znacznie mniej „olbrzymie” niż się spodziewamy – powiedział współautor badania, dr Simon Murphy z Uniwersytetu Southern Queensland. Odchudziły się nieco, a ponieważ są mniejsze, są również słabsze, stąd „niedoświetlone” w porównaniu z normalnymi czerwonymi olbrzymami.

Znaleziono tylko siedem takich słabo świecących gwiazd, ale autorzy podejrzewają, że w próbce ukrywa się ich znacznie więcej. Problem polega na tym, że większość z nich bardzo dobrze radzi sobie z wtapianiem się w otoczenie. Znalezienie ich było prawdziwym poszukiwaniem skarbów – powiedział dr Murphy.

Tych niezwykłych punktów danych nie można było wyjaśnić prostymi oczekiwaniami związanymi z ewolucją gwiazd. Doprowadziło to badaczy do wniosku, że musi działać inny mechanizm, który zmusza te gwiazdy do dramatycznej utraty masy: kradzież masy przez pobliskie gwiazdy.

Gwiezdny spis ludności
Aby określić właściwości czerwonych olbrzymów, badacze oparli się na asterosejsmologii – badaniu drgań gwiazd.

Tradycyjne metody badania gwiazd ograniczają się do ich właściwości powierzchniowych, na przykład temperatury i jasności. Natomiast asterosejsmologia, która wykorzystuje fale dźwiękowe, sięga głębiej. Fale przenikają do wnętrza gwiazdy, dając nam bogate informacje w innym wymiarze – powiedział Li.

Dzięki tej metodzie badacze mogli precyzyjnie określić etapy ewolucji gwiazd, ich masy i rozmiary. Gdy przyjrzeli się rozkładom tych właściwości, od razu zauważyli coś niezwykłego: niektóre gwiazdy mają bardzo małe masy i rozmiary.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Uniwersytet w Sydney

Vega

Na ilustracji: W układzie podwójnym typu Mira czerwony olbrzym przenosi masę do białego karła. Źródło: NASA/CXC/M.Weiss.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.