Μυστηριώδης σχηματισμός δακτυλίων γύρω από τον ετοιμοθάνατο κόκκινο γίγαντα V Hydrae

1,4K

Ο V Hya είναι ένας μεταβλητός αστέρας μεσαίας μάζας, ο οποίος βρίσκεται στα τελευταία στάδια της εξέλιξής του και αποβάλλει συνεχώς υλικό. Πρόσφατες παρατηρήσεις μάς έδωσαν μια πληρέστερη εικόνα της ιδιαίτερης δομής που έχει δημιουργηθεί γύρω από τον αστέρα. Συγκεκριμένα, η απομάκρυνση της μάζας του δεν γίνεται με ομοιόμορφο, ακτινικό τρόπο, αλλά σε έξι διαρκώς επεκτεινόμενους δακτυλίους και δύο λοβούς που εκτοξεύουν πλάσμα₁ προς τον διαστημικό χώρο. Για την παρατήρηση και τη μελέτη αυτού του μοναδικού φαινομένου, χρησιμοποιήθηκαν το ραδιοτηλεσκόπιο Atacama Large Millimeter Array (ALMA) και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (HST). Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal.

Ο V Hya είναι μεταβλητός αστέρας, δηλαδή η φαινόμενη λαμπρότητά του μεταβάλλεται με τον χρόνο. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 1.300 ετών φωτός από τη Γη και έχει μάζα ίση με αυτή του Ηλίου, ενώ στον ουράνιο θόλο ανήκει στον αστερισμό της Ύδρας. Είναι πλούσιος σε άνθρακα₂ και ανήκει στον «Ασυμπτωτικό Κλάδο Γιγάντων» στο διάγραμμα H-R₃, όπως συνηθίζεται σε αστέρες μικρής και μεσαίας μάζας που βρίσκονται στα τελευταία στάδια της εξέλιξής τους. Μάλιστα, από τον ρυθμό απώλειας μάζας του, συμπεραίνουμε ότι βρίσκεται στο κρίσιμο στάδιο της μετατροπής του από κόκκινο γίγαντα σε λευκό νάνο.

Όταν μετατραπεί σε λευκό νάνο, θα έχει αποχωριστεί από αυτόν όλη η ατμόσφαιρά του, δημιουργώντας ένα πλανητικό νεφέλωμα γύρω του. Αστέρες με μικρή ή μεσαία μάζα παραμένουν στο στάδιο του γίγαντα για περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, ενώ η μετάβαση από κόκκινο γίγαντα σε λευκό νάνο διαρκεί μόλις μερικές χιλιάδες χρόνια. Συχνά παρατηρούμε πλανητικά νεφελώματα, αλλά πολύ σπάνια μπορούμε να παρατηρήσουμε την ίδια τη διαδικασία σχηματισμού τους και όχι μόνο τα αποτελέσματά της.

Η μάζα που απομακρύνεται από τον αστέρα έχει δημιουργήσει γύρω του έξι ομοεπίπεδους δακτυλίους, που απομακρύνονται από αυτόν με μεγάλες ταχύτητες και σχηματίζουν γύρω του έναν πολύ πυκνό, διογκωμένο δίσκο. Επιπλέον, παρατηρήθηκαν δύο λοβοί πλάσματος σε σχήμα κλεψύδρας και ένας πίδακας, ο οποίος εκτοξεύει υλικό με τεράστιες ταχύτητες, που αγγίζουν τα 240 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Λοβοί σε σχήμα κλεψύδρας έχουν παρατηρηθεί σε αρκετά πλανητικά νεφελώματα, με πιο χαρακτηριστικό το Southern Crab Nebula, στον αστερισμό του Κενταύρου. Είναι πλέον κατανοητό ότι αυτές οι δομές σχηματίζονται με εκτόξευση υλικού, όταν οι αστέρες βρίσκονται ακόμη στην φάση του ερυθρού γίγαντα.

Βέβαια, δεν πρόκειται για την πρώτη φορά που ο εν λόγω αστέρας βρίσκεται στο επίκεντρο επιστημονικής έρευνας. Είχε κεντρίσει το ενδιαφέρον των ερευνητών στο παρελθόν, όταν διαπιστώθηκε ότι πραγματοποιείται από αυτόν έντονη εκροή πλάσματος κάθε 8,5 περίπου έτη. Σύμφωνα με την κυρίαρχη ερμηνεία του φαινομένου, ο V Hya έχει συνοδό αστέρα, ο οποίος περιφέρεται σε ελλειπτική τροχιά γύρω του με διάρκεια 8,5 έτη και επηρεάζει τη δομή και την εξέλιξή του. Ο υποθετικός συνοδός αστέρας δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ. Ωστόσο, το γεγονός αυτό δεν καθιστά την ύπαρξή του απίθανη. Η πολύ μεγάλη απόσταση από την Γη, καθώς και η πυκνότητα της σκόνης που περιτριγυρίζει τον V Hya (και κατ’ επέκταση τον υποθετικό συνοδό αστέρα) δυσκολεύουν την παρατήρηση.

Για να μπορέσουν να λάβουν καθαρή εικόνα του V Hya, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το ραδιοτηλεσκόπιο ALMA. Τα ραδιοκύματα βρίσκονται σε διαφορετικό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος από την ορατή ακτινοβολία, έχουν χαμηλότερες ενέργειες και μεγαλύτερα μήκη κύματος. Έτσι, μπορούν να διαπερνούν τη σκόνη ανεμπόδιστα και να μας δίνουν καθαρή εικόνα των αντικειμένων πίσω από αυτή.

Το 90% των αστέρων με μάζα ίση ή παρόμοια με αυτή του Ηλίου μεταβαίνει από το στάδιο μετατροπής του κόκκινου γίγαντα σε λευκό νάνο, εκτινάσσοντας μάζα και δημιουργώντας ένα πλανητικό νεφέλωμα. Ωστόσο, η πολύπλοκη δομή του V Hya τον διαφοροποιεί από όλους τους άλλους αστέρες που έχουμε παρατηρήσει. Η πληθώρα ιδιαίτερων χαρακτηριστικών που εμφανίζονται καθιστά τον αστέρα V Hya μοναδικό και εγείρει ερωτήματα για την ακρίβεια των μοντέλων αστρικής εξέλιξης που κυριαρχούν σήμερα.

1. Το πλάσμα είναι η 4η κατάσταση της ύλης. Πρόκειται για ιονισμένο αέριο, δηλαδή ποσότητα ύλης που αποτελείται από ελεύθερα ηλεκτρόνια και ιόντα.

2. Ο V Hya ανήκει στην κατηγορία των “Αστέρων άνθρακα”. Πρόκειται για αστέρες που περιέχουν στην ατμόσφαιρά τους περισσότερο άνθρακα παρά οξυγόνο.

3. Πρόκειται για το διάγραμμα Χέρτζσπρουνγκ-Ράσελ, στο οποίο τοποθετούνται οι αστέρες με βάση το απόλυτο μέγεθος ή τη φωτεινότητά τους και τον φασματικό τους τύπο ή την ενεργό θερμοκρασία τους. Σε κάθε περιοχή του διαγράμματος παρατηρείται συγκέντρωση αστέρων που βρίσκονται στο ίδιο στάδιο αστρικής εξέλιξης.