Zbadano oznaki zbliżającej się śmierci gwiazdy

“To rzadka okazja, gdy oznaki starzenia się gwiazdy są możliwe do obserwacji w ludzkich skalach czasu. Wierzymy, że gwiazda wchodzi w swoje ostatnie pulsy i w skali naszego życia jeszcze będziemy świadkami, jak ponownie się rozszerza” – powiedziała dr Meridith Joyce z Australian National University.

Zbadaną gwiazdą jest T Ursae Minoris, w skrócie T UMi, widoczna w konstelacji Małej Niedźwiedzicy. Astronomowie oceniają, że T UMi ma 1,2 miliarda lat oraz masę prawie dwukrotnie przewyższającą masę Słońca. Odległość do obiektu to 3000 lat świetlnych.

Gwiazda należy do kategorii gwiazd zmiennych zwanym mirami albo mirydami (nazwa ta wywodzi się od gwiazdy Mira Ceti w konstelacji Wieloryba). Są to gwiazdy pulsujące o długich okresach zmienności – rozszerza się i kurczy cała gwiazda. Są czerwonymi olbrzymami w późnym stadium tego etapu ewolucji. Teoria ewolucji gwiazd przewiduje, że w perspektywie kilku milionów lat odrzucą swoje zewnętrzne warstwy, tworząc mgławicę planetarną, a same przejdą do stadium białego karła.

Astronomowie, a także miłośnicy astronomii, dokładnie monitorują T UMi od ponad 100 lat. Do 1979 roku okres jej zmienności mieścił się w przedziale 310 do 315 dni, a potem nagle skrócił się do 274 dni i dalej spadał. Obecnie wynosi już poniżej 200 dni.

W najnowszej pracy troje naukowców, L. Molnár (Konkoly Observatory, Węgry), M. Joyce (Australian National University) i L. Kiss (Konkoly Observatory, Węgry), użyło najnowszych technik modelowania ewolucji gwiazd, w połączeniu z danymi obserwacyjnymi zbieranymi od dziesięcioleci m.in. przez miłośników astronomii, do dokładnego zidentyfikowania stadium ewolucyjnego gwiazdy T UMi. Badacze wykazali, że gwałtowne zmiany w okresie pulsacji i związane z tym zmniejszenie promienia oraz jasności gwiazdy, są spowodowane niedawnym rozpoczęciem pulsu termicznego. Według przewidywań modelu, okres pulsacji będzie malał przez najbliższe kilkadziesiąt lat, po czym zacznie ponownie rosnąć, razem ze wzrostem promienia gwiazdy.

„Produkcja energii w T UMi stała się niestabilna. W tej fazie fuzja nuklearna zapala się głęboko wewnątrz, powodując coś, co nazywamy pulsami termicznymi, a co można obrazowo określić jako czkawkę gwiazdy. Pulsy termiczne powodują drastyczne i gwałtowne zmiany w rozmiarze i jasności gwiazdy, które można wykryć w skali stuleci. Dodatkowo, w przypadku starych gwiazd, takich jak T UMi, wzbogacają przestrzeń międzygwiazdową w pierwiastki takie, jak węgiel, azot, cyna, ołów” tłumaczy dr Joyce.