Wodoropijcy, czyli jak gwiazdy zamieniają się w wampiry!
- Tekst: Patrycja Pakońska
.webp)
Gwiazdy wypełnione są przede wszystkim wodorem. Świecą, bo wodór – przekształcając się w hel – emituje energię w postaci światła. Młode gwiazdy są bogate w paliwo wodorowe, natomiast stare rozpoznajemy po tym, że zaczyna im brakować materiału do spalania. I wtedy zaczyna się kombinowanie.
Gwiazda spalając lekki wodór, przeobraża go w cięższy hel* oraz następnie jeszcze cięższy lit i z wiekiem staje się coraz gęstsza. A co się dzieje, jeśli takiej już mocno wyrośniętej gwieździe zaczyna brakować wodoru? Czasem, kiedy nadarzy się okazja, wygłodniała gwiazda próbuje wykorzystać sąsiadów. Dzięki swojej masie, a zatem dzięki grawitacji może przyciągnąć inną gwiazdę znajdującą się w pobliżu.
Gwiazda dookoła gwiazdy
Jeśli samotna, młoda gwiazda da się zwabić przez taką doświadczoną zaczynają one tworzyć układ podwójny. Co to znaczy? Obie gwiazdy związane są smyczą grawitacyjną w taki sposób, że krążą dookoła siebie, a dokładnie dookoła swojego środka ciężkości. Środek ciężkości w zależności od mas gwiazd może znajdować się w różnym miejscu, a nawet może być ulokowany wewnątrz masywniejszej gwiazdy. Starsza z nich nie ma już praktycznie paliwa – wodoru, ale jest znacznie cięższa. Wykorzystuje ten kosmiczny atut (w kosmosie jak masz masę to jesteś gość?) i grawitacją ściąga do siebie wodór z towarzyszki. Wysysa go, jak wampir krew! Ale w przeciwieństwie do wampira, zanurzającego zęby w tętnicę ofiary, w przypadku gwiazdy, takie wodoropijstwo nie dzieje się bezpośrednio, a zachodzi przez dysk akrecyjny. Jest to wirująca struktura materii uformowana podczas ściągania wodoru. Powstaje ona wokół silnego źródła grawitacji, czyli naszej wampirycznej bohaterki.
Rys. Magdalena Chrobaczyńska-Dyląg
Gwiazd podwójnych na niebie jest bardzo wiele. Jednym z lepiej znanych przykładów jest – odkryty w 1896 roku – układ podwójny SS Cygni. Mniej więcej, co 49 dni obserwujemy rozbłysk zwiększający jasność układu. Dla nas może to być wskazówka, że właśnie jedna z gwiazd zaczyna korzystać z ukradzionych zasobów, co finalnie doprowadza do wodorowej eksplozji. Innym, ale dużo mniej znanym przykładem jest gwiazda Cze V 404 w gwiazdozbiorze Herkulesa, którą miałam okazję badać. Jest ona o tyle ciekawa, że należy do takiego typu gwiazd, które charakteryzują dwa rodzaje wybuchów wodoru – standardowe i takie znacznie mocniejsze tzw. superwybuchy.
W 2010 roku astronomowie pracujący w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO) opublikowali wyniki obserwacji gwiazdy podwójnej SS Leporis w gwiazdozbiorze Zająca. Tworzące ten układ gwiazdy znajdują się blisko siebie – w odległości nieznacznie większej niż dystans między Ziemią i Słońcem. „Z powodu tej bliskości gorący towarzysz ‘pożarł’ już około połowę masy większej gwiazdy” – informuje ESO.
Dysk akrecyjny – poprzez niego gwiazda-wampirka wysysa wodór. Rys. Magdalena Chrobaczyńska-Dyląg
Kosmiczni „kradzieje”
Układy podwójne są różnorakie, ale te opisane w tekście nazywane są przez astronomów określeniem „nowe kataklizmiczne”. Co to takiego? Wampiry gwiezdne, które kradną paliwo od swoich towarzyszy mogą różnie gospodarować swoimi zdobyczami. Rabusie gwiazdowi, gdy tylko uzbierają wystarczającą ilość materii „zapalają wodór”, czyli uruchamiają reakcje jądrowe. Dzięki temu obserwator widzi pojaśnienie na niebie (lub – jeśli gwiazda wcześniej nie był widoczna – pojawia się na niebie nowy obiekt ). Niektórzy z tych „kradziei” wodoru działają wielokrotnie (z różną powtarzalnością wybuchów – czasem rzędu godzin, a kiedy indziej lat czy dekad – ach te astronomiczne skale? ), a inni są jednorazowymi pasożytami i nie umieją powtórnie ukraść materii i zapalić się.☹
Skąd to wiemy? Problem w tym, że na pierwszy rzut oka, a nawet teleskopu, nie widać skomplikowanych relacji między gwiazdami. Astrofizycy obserwują niebo, wykonują tysiące zdjęć i mierzą jasność obiektów, następnie dopasowując otrzymane wyniki do modeli matematycznych. Pozwala to wnioskować, co się tam daleko, daleko od nas, dzieje. Po takich właśnie poszlakach można ustalić, że oto, gdzieś w odległości setek tysięcy lat świetlnych od nas, jakaś olbrzymia gwiazda-wampir znalazła niewinną ofiarę.
*Dokładnie, to mówimy o cyklu protonowo–protonowym, polegającym na łączeniu się 4 jąder wodorowych w jądro helowe. Reakcja ta jest podstawową przyczyną świecenia gwiazd.
Źródła:
