Czytaj dalej

Miażdżąca większość gwiazd to bliźniacze kule gazu i plazmy, niewyróżniające się na tle galaktycznej scenerii. Spróbujmy wyłowić z tego tłumu godne zapamiętania perełki.

Niebo stawia wszystko w odpo­wied­niej perspektywie.

Amy Sarig King

Gwiazdy ciągu głównego należą do naj­bar­dziej pospo­li­tych obiektów we wszech­świe­cie. Niewiele w nich kon­tro­wer­sji, daleko im do potęgi kwazarów, czy tajem­ni­czo­ści czarnych dziur. Ot, duże piecyki ter­mo­ją­drowe, które przez setki milionów lub miliardy lat błyszczą na nie­bo­skło­nie, kon­wer­tu­jąc tyta­niczne ilości wodoru w hel i inne pierwiastki.

Kosmos jest jednak całkiem sporawy, zaś gwiazdy wbrew pozorom nie są całkiem iden­tyczne. To oznacza, że nawet w samej naszej galak­tyce (i oko­li­cach) można wyróżnić kilka obiektów zasłu­gu­ją­cych na szcze­gólną atencję.

1. Sąsiedztwo: Proxima Centauri

Pamiętam jak w jednym z odcinków nie­śmier­tel­nego tele­tur­nieju Jeden z dzie­się­ciu padło pytanie o naj­bliż­szą Ziemi gwiazdę. Poprawną odpo­wie­dzią było natu­ral­nie Słońce, jednak uczest­nik zestre­so­wany trzy­se­kun­do­wym limitem czasowym palnął – Proxima Centauri. Był to jeden z tych momentów, gdy zbyt rozległa wiedza raczej prze­szka­dza niż pomaga.

Proxima Centeuri oraz gwiazda podwójna Alfa Centauri.

Ale rze­czy­wi­ście, nie licząc Słońca, naj­bliż­szą nam gwiazdą pozo­staje Proxima Centauri, oddalona od nas o mniej niż 4,5 roku świetl­nego. Dla ludz­ko­ści to oczy­wi­ście wciąż osza­ła­mia­jący dystans, 7 tysięcy razy większy niż odcinek pomiędzy Słońcem a Plutonem. Nawet naj­szyb­szym sondom skon­stru­owa­nym przez czło­wieka prze­mie­rze­nie takiej drogi zajęłoby dzie­siątki tysięcy lat.

Sama Proxima to skromny czerwony karzełek, znacznie mniejszy i chłod­niej­szy od Słońca. W związku z tym, mimo rela­tyw­nej bli­sko­ści, nie macie co wypa­try­wać naszej sąsiadki nie­uzbro­jo­nym okiem. Możecie nato­miast pokusić się o zaob­ser­wo­wa­nie jej kompanek (przy­naj­mniej teo­re­tycz­nie, ponieważ mówimy o części nieba połu­dnio­wego nie­wi­docz­nego z Polski). Proxima Centauri pozo­staje w luźnym gra­wi­ta­cyj­nym związku z więk­szymi obiek­tami: Alfa Centauri A oraz Alfa Centauri B. Cały system przy­po­mina nieco pato­lo­giczną sytuację, gdzie na żywio­łowy taniec szczę­śli­wej pary, zerka z ukrycia cichy zazdro­śnik. W roli tego ostat­niego wystę­puje właśnie Proxima Centauri, okrą­ża­jąca ciasny układ podwójny po bardzo sze­ro­kiej orbicie, się­ga­ją­cej ponad dwóch bilionów kilometrów.

2. Jak strzała: Gwiazda Barnarda

Pozo­stańmy jeszcze w naszej kosmicz­nej okolicy. Drugą naj­bliż­szą Układowi Sło­necz­nemu gwiazdą (licząc układ Alfa Centauri jako jeden), jest Gwiazda Barnarda w kon­ste­la­cji Wężow­nika, oddalona o niecałe 6 lat świetl­nych od Słońca. Podobnie do Proximy jest to maleńki czerwony karzeł, nie­do­stępny do obser­wa­cji bez użycia teleskopu.

Gwiazda Barnarda zmienia swoje poło­że­nie zaska­ku­jąco szybko.

Trochę szkoda, bo umyka nam inte­re­su­jące zjawisko. Podczas gdy więk­szość gwiazd kom­po­nuje na nie­bo­skło­nie bardzo stabilne struk­tury (choć jest to sta­bil­ność ilu­zo­ryczna), Gwiazda Barnarda zaska­ku­jąco szybko i wyraźnie zmienia swoje poło­że­nie. Porusza się względem Słońca z pręd­ko­ścią 140 km/s, co pozwala jej na prze­mie­rze­nie co roku 10 sekund kątowych na niebie. Oznacza to, iż obiekt prze­su­nie się o średnicę tarczy Księżyca lub Słońca w mniej niż dwa stulecia. Może nie brzmi to szcze­gól­nie pory­wa­jąco, ale w porów­na­niu z innymi gwiaz­dami takie tempo naprawdę robi wrażenie.

Warto też odno­to­wać, że Gwiazda Barnarda mknie w naszym kierunku i za kil­ka­na­ście tysięcy lat znajdzie się bliżej Układu Solar­nego niż Proxima Centauri.

3. Miotana przez czarną dziurę: S2

Skoro już mówimy o szyb­ko­ści, odwiedźmy teraz zatło­czone śród­mie­ście Drogi Mlecznej. 25 tysięcy lat świetl­nych stąd, w samym centrum galak­tycz­nego dysku znajduje się nie­świe­cący obiekt o masie około 4 milionów Słońc, ozna­czany jako Sagit­ta­rius A*. To właśnie badania tego regionu pozwo­liły Rein­har­dowi Gen­ze­lowi oraz Andrei Ghez sięgnąć po Nagrodę Nobla w dzie­dzi­nie fizyki za rok 2020.

S2 oraz inne gwiazdy zgro­ma­dzone wokół centrum Drogi Mlecznej.

Oczkiem w głowach astro­no­mów była gwiazda leżąca naj­bli­żej nie­wi­dzial­nego monstrum, nosząca mało wyszu­kaną nazwę S2. Poko­na­nie wydłu­żo­nej orbity wokół czarnej dziury zajmuje obiek­towi ponad 15 lat, więc obser­wa­cje trochę trwały – ale było warto. W pery­cen­trum, gdy S2 zbliżyła się do Sagit­ta­riusa A* na dystans mniejszy niż 20 miliar­dów kilo­me­trów, śmignęła z pręd­ko­ścią między 5 tys. a 7,5 tys. km/s. Innymi słowy, ruch gwiazdy dzie­się­cio­krot­nie masyw­niej­szej od Słońca, w kul­mi­na­cyj­nym momencie prze­kro­czył 1,6%-2,5% pręd­ko­ści światła!

Jest moż­li­wość, że istnieją obiekty zapusz­cza­jące się w jeszcze bliższe okolice hory­zontu zdarzeń. Wska­zy­wane są w tym kon­tek­ście zwłasz­cza gwiazdy S55 oraz S62. Prędkość tej ostat­niej mogłaby złamać w pery­cen­trum granicę 10% pręd­ko­ści światła. Na razie to jednak tylko szacunki, wyma­ga­jące dokład­niej­szych pomiarów.

4. Układ wielowieloktrony: Nu Scorpii

Bardzo uprosz­czony schemat układu Nu Scorpii.

Bycie jedy­na­kiem, to wśród gwiazd raczej wyjątek niż norma. W odróż­nie­niu od Słońca, więk­szość gwiazd we wszech­świe­cie pozo­staje wplątana w układy podwójne lub potrójne. Zresztą nie musimy daleko szukać, bo nawet naj­bliż­szy nam układ współ­two­rzą trzy skład­niki: Alfa Centauri A, Alfa Centauri B oraz Proxima Centauri. 

Ale to jeszcze nic. Okazuje się, że od czasu do czasu można również natrafić na kom­po­zy­cje cztero, pięcio, sześcio, a nawet siedmio gwiaz­dowe. Na rekord idą AR Kasjo­peja oraz oddalony o niecałe 500 lat świetl­nych Nu Scorpii. 

Trudno zbadać i szcze­gó­łowo opisać tak wie­lo­krot­nie złożony system. Wydaje się, że mamy do czy­nie­nia z jednym układem trzy­skład­ni­ko­wym i drugim czte­ro­skład­ni­ko­wym, pozo­sta­ją­cymi w szerszym gra­wi­ta­cyj­nym związku. Pewnym nato­miast jest, że do ekipy Nu Scorpii przy­na­leżą dwa olbrzymy (Nu Scorpii A i C); podczas gdy resztę skład­ni­ków stanowią ciem­niej­sze karły. Aż chcia­łoby się zobaczyć niebo z powierzchni ewen­tu­al­nej planety, obie­ga­ją­cej jedną z tych siedmiu gwiazd!

5. Gwiazda Matuzalem: HD 140283

Drogie nam Słońce należy praw­do­po­dob­nie do drugiego poko­le­nia gwiazd. Oznacza to, że Układ Sło­neczny zrodził się jakieś 4,5 miliarda lat temu z obłoku mole­ku­lar­nego sta­no­wią­cego pozo­sta­łość po śmierci starszej i większej gwiazdy.

Jednak nie wszyst­kie roz­ża­rzone punkty na niebie są rówie­śnicz­kami Słońca. Z jednej strony w mgła­wi­cach – nie­przy­pad­kowo nazy­wa­nych kosmicz­nymi żłobkami – wciąż zachodzą dyna­miczne procesy gwiaz­do­twór­cze; z drugiej, sporo obiektów to seniorzy pocho­dzący z pierw­szej gene­ra­cji gwiazd, pamię­ta­jący wczesne etapy ewolucji wszech­świata. Jednym z takich sta­rusz­ków jest HD 140283, słusznie koja­rzo­nym z biblij­nym Matu­za­le­mem żyjącym rzekomo 969 lat. Wiek leżącej 190 lat świetl­nych stąd gwiazdy wynosi ponad 13 miliar­dów lat, co oznacza, że zapło­nęła w ciągu kilkuset milionów lat po wielkim wybuchu. Istnieje przy­pusz­cze­nie, że HD 140283 miała swój początek w innej, nie­ist­nie­ją­cej już galak­tyce, która następ­nie weszła w skład for­mu­ją­cej się Drogi Mlecznej.

6. Gigant wśród olbrzymów: MY Cephei

Naj­więk­sze gwiazdy są tak duże, że nie zmie­ściły się na ilustracji. 🙂

Kiedy zaczy­na­łem swoją przygodę z astro­no­mią, jako naj­więk­szą znaną gwiazdę wska­zy­wano VY Canis Majoris. Od tamtego czasu wiele się zmieniło, a ranking czekały wie­lo­krotne prze­ta­so­wa­nia. Wynika to z ciągłego dopre­cy­zo­wy­wa­nia metod pomia­ro­wych, jak również sporej nie­sta­bil­no­ści naj­ob­szer­niej­szych gwiazd we wszechświecie.

I tak, według nie­któ­rych obser­wa­cji VY Canis Majoris nie mieści się aktu­al­nie nawet w pierw­szej dzie­siątce. Do pre­sti­żo­wego tytułu pre­ten­dują nato­miast Ste­phen­son 2–18, WY Velorum oraz MY Cephei. Każdy z tych obiektów to nad­ol­brzym mogący pochwa­lić się średnicą dwa tysiące razy większą od Słońca. Internet pęka w szwach od animacji i grafik ilu­stru­ją­cych tak nie­do­rzeczne rozmiary, więc napiszę tylko, że rekor­dzistki posta­wione w centrum Systemu Solar­nego, z łatwo­ścią pochło­nę­łyby wszystko do orbity Jowisza lub dalej. Wystar­czy pomyśleć, że średnica Ziemi to niecały 1% gaba­ry­tów Słońca; z kolei średnica Słońca nie stanowi nawet 0,05% średnicy MY Cephei.

Co warte odno­to­wa­nia, gar­gan­tu­iczna objętość rzadko kiedy idzie w parze z równie impo­nu­jącą masą. Wspo­mniana MY Cephei może i jest tysiące razy większa od Słońca, ale posiada zaledwie 15-krotnie większą odeń masę.

7. Liliput wśród karłów: AB Doradus C

Roz­wa­ża­łem kiedyś pytanie, czego (tj. ile materii) brakuje Jowi­szowi, żeby mógł roz­bły­snąć i zasłużyć na zaszczytne miano gwiazdy. Roz­pa­tru­jąc ten problem jeszcze ogólniej, powin­ni­śmy zapytać o mini­malne warunki konieczne do zaini­cjo­wa­nia oraz pod­trzy­ma­nia reakcji termojądrowych.

Odpo­wiedź teo­re­tyczna brzmi: ciało potrze­buje co najmniej 80–90 mas Jowisza, tj. około 0,09 masy Słońca. I praktyka jak na razie to potwier­dza. Naj­lich­sze zaob­ser­wo­wane gwiazdy to AB Doradus C oraz EBLM J0555-57Ab. Oba liliputy świecą bladym czer­wo­na­wym blaskiem, dys­po­nu­jąc masą w gra­ni­cach 85–90 Jowiszów. W przy­padku mniej­szych obiektów synteza staje się pro­ble­ma­tyczna, co skutkuje pro­duk­cją kosmicz­nych nie­udacz­ni­ków – chłod­nych brą­zo­wych karłów.

8. Reflektor z Magellana: R136a1

Na koniec wyskoczmy poza Drogę Mleczną, ale nie­da­leko – do pobli­skiego Wiel­kiego Obłoku Magel­lana. Stamtąd, z odle­gło­ści 160 tysięcy lat świetl­nych mruga do nas wyzy­wa­jąco gwiazda R136a1.

Zwró­ci­łem wcze­śniej uwagę, że rozmiary gwiazd wcale nie muszą iść w parze z masą czy jasno­ścią. R136a1 stanowi naj­lep­sze potwier­dze­nie tej tezy. Gwiazda jest “tylko” 35-krotnie większa od Słońca – zatem dzie­siątki razy mniej dorodna od MY Cephei i innych rekor­do­wych olbrzy­mów – ale dys­po­nuje masą aż 215 Słońc (co najmniej). Jednak naj­więk­sze zdu­mie­nie budzą osiągi ener­ge­tyczne gwiazdy. Szacuje się, że królowa Obłoku Magel­lana oślepia blaskiem… sześć milionów razy większym od Słońca! Wystar­czy­łoby, żeby taki obiekt znaj­do­wał się w odle­gło­ści kilku lat świetl­nych – jak Proxima Centauri czy Gwiazda Barnarda – aby żarzył na ziemskim niebie z jasno­ścią porów­ny­walną do Księżyca. Z całym sza­cun­kiem dla naszego Słońca – w zesta­wie­niu z R136a1 to ledwie blady węgielek.

Oczy­wi­ście emi­to­wa­nie mon­stru­al­nych ilości ciepła i pro­mie­nio­wa­nia, ma wysoką cenę. Od momentu swojego powsta­nia, gwiazda utraciła 1/3 masy i eks­plo­duje sto­sun­kowo szybko jako super(hiper)nowa.


Oczy­wi­ście – jak to w kosmosie – żaden z przy­wo­ła­nych rekordów nie jest osta­teczny. Wciąż pozna­jemy Drogę Mleczną, która to z kolei stanowi ledwie ziarenko w pia­skow­nicy całego wszech­świata. Możemy tylko próbować sobie wyobra­żać, jakie olbrzymy i dziwadła kryją się naj­dal­szych zakąt­kach wszechświata.

Autor
Adam Adamczyk

Adam Adamczyk

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.