Зоря Ро Кассіопеї належить до рідкісного класу жовтих гіпергігантів. Ці велетенські світила час від часу вивергають із поверхні потоки речовини. Вчені дослідили причини цих спалахів.
Дослідження зір, що спалахують
Нещодавнє п’ятирічне дослідження відкрило нове розуміння властивостей жовтих гіпергігантів — класу важких зір, відомих своїми драматичними спалахами. Вчені зосередилися на Ро Кассіопеї, HR 8752 і HR 5171A і виявили, що це світило демонструє циклічні спалахи кожні 10–40 років, з великими коливаннями температури поверхні.
Алекс Лобель із Королівської обсерваторії Бельгії (ROB) брав участь у цьому міжнародному дослідженні, яке об’єднало історичні дані за 138 років. Результати, опубліковані в журналі Astronomy and Astrophysics, показують, що сильні пульсації викликають ці масивні виверження. Вони також пропонують чіткіше розуміння швидкої еволюції жовтих гіпергігантів та їхнього потенційного перетворення на світні блакитні змінні зорі або вибухові наднові.
Жовті гіпергіганти
Гіпергіганти — одні з наймасивніших і найяскравіших зір у нашій Галактиці. Вони демонструють повторювані та драматичні спалахи, які десятиліттями спантеличують астрономів. Важливими членами є Rho Кассіопеї, HR 8752 та HR 5171A. Вони перебувають на завершальній стадії своєї швидкої еволюції, пропонуючи унікальне розуміння життєвого циклу дуже важких зір, що мають температуру поверхні, порівнянну з сонячною, але в пів мільйона разів яскравіші.
Вивчення гіпергігантів дає астрономам рідкісний шанс зазирнути в пізній період життя масивних зір. Зокрема, ми бачимо стадію перед тим, як вони перетворюються на наднові з колапсом ядра, або, навпаки, на інший клас гарячих гіпергігантів, які називаються світними блакитними змінними.
Цей перехід відбувається, коли жовті гіпергіганти швидко еволюціонують через так звану жовту еволюційну порожнечу у верхній частині діаграми Герцшпрунга — Рассела (залежності зоряної температури від світності). Розуміння періодичних спалахів і пульсацій жовтих гіпергігантів допомагає астрономам вдосконалювати теоретичні моделі просунутих стадій зоряної еволюції і покращувати розуміння циклічних явищ зоряних вивержень.
Ро Кассіопеї
Нове дослідження, проведене протягом останніх п’яти років міжнародною групою науковців із Нідерландів (Лейденський університет), Бельгії (ROB) і Великої Британії (Даремський університет), також включає цінні дані, отримані від астрономів-аматорів з усього світу.
Команда зосередилася на Ро Касcіопеї, одному з найбільш вивчених і доступних для спостереження неозброєним оком гіпергігантів, проаналізувавши довгострокову мінливість яскравості з 1885 по 2023 рік. Цей великий набір даних дозволив дослідити її виняткові фізичні властивості, а також початок і розвиток трьох великих атмосферних спалахів у 1986, 2000 і 2013 роках.
Ці довготривалі спостереження виявляють захопливу закономірність: Ро Кассіопеї демонструє циклічні атмосферні виверження приблизно кожні 10–40 років, кожне з яких супроводжується значними коливаннями температури поверхні в діапазоні приблизно від 4500°C до 7500 °C. Нові знахідки дають унікальну можливість простежити за дуже масивною зорею на тлі прискорених еволюційних змін.
Спалахи гігантських світил
Вперше команда розрахувала точні температурні калібрувальні співвідношення на основі надійних спектроскопічних даних у поєднанні з фотометричними спостереженнями між 1962 і 2020 роками. Ця нова методологія дозволяє точніше аналізувати ці екстремальні зорі, зокрема динамічну поведінку їхніх величезних атмосфер (жовті гіпергіганти мають діаметр у 400–700 разів більший за сонячний).
Дослідження показує, що пульсації Ро Касcіопеї стають інтенсивнішими з наближенням до спалаху. Зокрема, періоди пульсацій, що спостерігаються на кривій яскравості гіпергігантів у V-діапазоні (або у видимому діапазоні), подовжуються, а амплітуди пульсацій зростають у роки, що передують спалаху. Це свідчить про те, що сильні радіальні пульсації відіграють вирішальну роль у запуску повторюваних спалахів, які відбувалися шість разів за останні 138 років із часовими інтервалами в 10, 41, 40, 14 і 13 років.
У дослідженні також вивчалися два інших відомих жовтих гіпергіганти — HR 8752 та HR 5171A. Виявилося, що після 1996 року HR 8752 еволюціонувала в синьому напрямку, а її візуальна яскравість залишалася майже незмінною між 2017 і 2023 роками. HR 5171A відновила свою пульсацію на початку 2018 року після періоду поступового зниження блиску.
Нове дослідження і спостереження мають велике значення, оскільки вони дають важливе розуміння прискореної еволюції жовтих гіпергігантів. Загалом, воно не лише покращує наше розуміння екстремальних зір, таких як Ро Касcіопеї та її періодичні виверження, а й сприяє розширенню знань про жовті гіпергіганти, їхню мінливість та важливість для зоряної еволюції.
За матеріалами phys.org
