Starzejąca się gwiazda wywiewa mglistą otoczkę

Astronomowie korzystający z teleskopu ALMA wykonali zdumiewająco piękne zdjęcie delikatnej bańki materii wywiewanej przez egzotyczną, czerwoną gwiazdę U Antliae. Obserwacje te pomogą astronomom lepiej zrozumieć ewolucję gwiazd w późnych stadiach życia.

W słabo widocznej konstelacji Pompy, uważny obserwator korzystający z lornetki może zauważyć bardzo czerwoną gwiazdę, którą lekko zmienia jasność z tygodnia na tydzień. Jest to bardzo nietypowa gwiazd o nazwie U Antliae, a nowe obserwacje przeprowadzone za pomocą sieci teleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) pozwoliły dostrzec wokół niej niezmiernie cienką sferyczną otoczkę.

U Antliae jest gwiazdą węglową czyli odewoluowaną, chłodną, jasną gwiazdą asympotycznej gałęzi olbrzymów. Około 2700 lat temu U Antliae przeszła przez krótki okres gwałtownej utraty masy. W tym trwającym zaledwie kilkaset lat przedziale czasu materia tworząca otoczkę zarejestrowaną przez ALMA została odrzucona z gwiazdy z potężną prędkością. Szczegółowe badania otoczki ujawniły także dowody na istnienie cienkich, niewyraźnych obłoków gazu znanych jako podstruktury filamentarne.

Obserwacje tego spektakularnego widoku możliwe były jedynie dzięki unikatowej zdolności radioteleskopu ALMA do tworzenia ostrych obrazów na wielu długościach fali. Znajdująca się na płaskowyżu Chajnantor na chilijskiej pustyni Atakama, sieć radioteleskopów ALMA dostrzega znacznie dokładniej strukturę w otoczce U Antliae, niż to było możliwe wcześniej.

Nowe dane z ALMA nie tworzą jedynie pojedynczego zdjęcia – radioteleskop ten uzyskuje bowiem trójwymiarowy zestaw danych („kostkę”), w którym każda „warstwa” jest obserwowana na nieco innej długości fali. Z powodu efektu Dopplera, poszczególne „warstwy” zestawu danych pokazują obrazy gazu poruszającego się z różnymi prędkościami w kierunku do lub od obserwatora. Znaczenie ma także fakt, że otoczka jest jest bardzo symetrycznie okrągła i niezmiernie cienka. Patrząc na różne prędkości, możemy pociąć ten kosmiczny bąbel na wirtualne plasterki, tak jak robi się to w tomografii komputerowej wykorzystywanej do badania ludzkiego ciała.

Zrozumienie składu chemicznego otoczek i atmosfer tego typu gwiazd, a także tego w jaki sposób wskutek utraty masy powstają otoczki, jest ważne dla poprawnego zrozumienia w jaki sposób gwiazdy i galaktyki ewoluowały we wczesnym Wszechświecie. Otoczki takie, jak ta wokół U Antliae, wykazują duże bogactwo składników chemicznych opartych o węgiel i inne pierwiastki. Pomagają one także w recyklingu materii, a ich wkład w pył międzygwiazdowy wynosi nawet 70%.

Źródło: ESO