2012.12.11. - Harminc év alatt háromezer fokot melegedett egy hiperóriás csillag

Harminc évet átfogó megfigyeléssorozat eredményeként egy európai kutatócsoport kimutatta, hogy a HR 8752 jelű hiperóriás csillag hőmérséklete 1982 óta meglepő gyorsasággal mintegy háromezer fokot emelkedett.

A hat európai ország csillagászait - köztük Zsoldos Endre, az MTA Konkoly Obszervatórium munkatársa - tömörítő kutatócsoport harminc éven át vizsgálta a HR 8752 katalógusjelű hiperóriás csillagot. Ezen objektumok akár milliószor fényesebben ragyoghatnak mint a Nap, méretük pedig gyakran több százszorosa központi égitestünk átmérőjének. A HR 8752 (V509 Cas, HD 217476) a Galaxisban jelenleg ismert 12 hiperóriás csillag egyike, luminozitása a Napénak 250 ezerszerese, így még a majdnem 8 ezer fényéves távolsága ellenére is a szabad szemes láthatóság határa felett van valamivel, binokulárral azonban már kiválóan megfigyelhető a Cassiopeia csillagképben. A csoport azt találta, hogy a HR 8752 a harminc év alatt keresztezte a Hertzsprung-Russell diagramon (HRD) az ún. "sárga evolúciós űr"-t (Yellow Evolutionary Void, YEV), ami a nagyon nagy tömegű csillagok fejlődésének egy rövid és igen instabil fázisa, eközben pedig a felszíni hőmérséklete az 1982-es 5 ezer fokról meglepően gyorsan mintegy 8 ezer fokra emelkedett. A felfedezés jelentős lépés lehet a Tejútrendszer legnagyobb tömegű és legfényesebb csillagainak evolúcióját övező rejtélyek megfejtésében.

A YEV a hiperóriás csillagok amúgy is rövid életében egy külöleges állapot, amikor a hőmérsékletük és a luminozitásuk nagyon gyorsan tud változni. A kutatócsoport kimutatta, hogy a HRD ezen területén a csillag légköre nagyon instabillá válik a gravitációval megegyező vagy annál néha akár nagyobb, kifele ható erők miatt. Az instabil atmoszféra következtében a csillag jelentős mennyiségű anyagot, évente akár 1 naptömegnyit is veszíthet a "tiltott zónában". Ha a hiperóriás belép ide, akkor igyekszik a lehető legrövidebb időn belül elhagyni a régiót, ez az oka annak, hogy majdnem mindegyik ilyen csillag a zónán kívül van. A HR 8752 légkörében zajló változások harminc éves monitorozása alapján ezen időszakban a csillag részben keresztezte ezt a területet. 1980-ban a spektruma még a ρ Cas F típusú eruptív hiperóriás színképére hasonlított, ezután azonban a hőmérséklete nagyon gyorsan háromezer fokkal megnőtt, így spektruma ma már az A színképtípus jellegzetességeit mutatja.

Az 1982 és 2012 közötti időszakban drámai változások következtek be a HR 8752 katalógusjelű hiperóriás csillag állapotában, például a hőmérséklete egy évtized alatt körülbelül háromezer fokkal megnőtt, ezzel párhuzamosan pedig mérete majdnem a felére csökkent. Különleges viselkedésével és tulajdonságaival a HR 8752 a hiperóriás csillagok fejlődési folyamatának hiányzó láncszemét jelentheti.
[Royal Observatory of Belgium]

A gyors változás meglepte a kutatókat, mivel 1900 és 1980 között a HR 8752 felszíni hőmérséklete stabilan 5 ezer fok körül alakult, 1985 és 2005 között azonban 8 ezer fokra ugrott, miközben átmérője a számítások szerint a Nap méretének 750-szereséről a 400-szorosára csökkent. Az 1985-ben indított hosszútávú spektroszkópiai monitorozás első eredményei szerint a csillag ekkor pontosan a YEV szélén tartózkodott és éppen megkezdte az áthaladást rajta. A további észlelések feltárták, hogy a zóna valójában két instabilitási régióból áll - mindegyiket a hidrogén és a hélium nagyarányú ionizációja okozza -, melyeket egy olyan keskeny tartomány választ el 8 ezer fok körül, ahol a hiperóriás atmoszférája átmenetileg sokkal stabilabbá válik. A HR 8752 további sorsa egyelőre bizonytalan, de nagy valószínűséggel egy rendkívül nagy energiájú szupernóva-robbanásban fog elpusztulni. Nem elképzelhetetlen azonban az sem, hogy gyorsan áthalad az instabilitási zónán és egy forróbb, de ugyanolyan kiszámíthatatlan típusú csillaggá, fényes kék változóvá (Luminous Blue Variable, LBV) alakul. Egészen biztos azonban, hogy egyik sem fog észrevétlen maradni, bármelyik is következik be.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2012.12.09.