Hubble obserwuje mroczną gwiazdę węglową. W sam raz na Halloween
Każdy powód jest dobry, aby napisać o ciekawym obiekcie kosmicznym, nawet tak naciągany jak Halloween. CW Leonis to właśnie taki obiekt i właśnie jemu po raz kolejny przyjrzał się Kosmiczny Teleskop Hubble’a.
Na opublikowanym właśnie zdjęciu widać ponuro świecącą gwiazdę otoczoną ogromnymi ilościami pyłu. CW Leonis to tak zwana gwiazda węglowa - potężny czerwony olbrzym, w którego atmosferze znajdują się duże ilości węgla.
Skoro gwiazda przeszła już w stadium czerwonego olbrzyma, to oznacza, że znajduje się bliżej końca niż początku swojego życia. Skąd zatem tak duże ilości pyłu w jej otoczeniu? Otóż są to właśnie zewnętrzne otoczki samej gwiazdy, które powoli wypychane są w przestrzeń międzygwiezdną.
Życie gwiazd podobnych do Słońca
Nasze Słońce jest tzw. żółtym karłem o średnicy 1,3 mln km, który świeci już od ponad 4,5 mld lat spokojnie spalając wodór w swoim jądrze. Za około 6 miliardów lat wodór się jednak skończy. To właśnie wtedy zachwiana zostanie równowaga między siłą grawitacji, która próbuje ścisnąć gwiazdę a ciśnieniem reakcji termojądrowych, które starają się ją rozerwać. W tym momencie zacznie się proces kolapsu gwiazdy. Gdy zewnętrzne warstwy będą coraz bardziej naciskać na helowe jądro, wzrośnie temperatura wodoru w warstwie otaczającej jądro. W pewnym momencie temperatura spowoduje ponowny zapłon wodoru, który podniesie ciśnienie we wnętrzu gwiazdy, które sprawi, że gwiazda zacznie powiększać swoje rozmiary. Z czasem gwiazda powiększy swoje rozmiary nawet 160-krotnie, pochłaniając po drodze Merkurego. W pewnym momencie temperatura w centrum gwiazdy wzrośnie na tyle, że dojdzie do zapłonu helu w jądrze. W temperaturze 100 mln stopni Celsjusza hel będzie zamieniany w węgiel i tlen. Hel skończy się znacznie wcześniej niż wodór, bo już po 100 mln lat. Pod koniec będzie się palił tylko w cienkiej otoczce jądra prowokując - na przestrzeni 20 mln lat - stopniowe odrzucanie zewnętrznych warstw gwiazdy.
W ten sposób najbardziej zewnętrzne warstwy gwiazdy uwolnią się pod wpływu grawitacyjnego jądra i zaczną odpływać w przestrzeń kosmiczną, tworząc tzw. mgławicę planetarną. Po Słońcu pozostanie jedynie biały karzeł, który będzie stygł przez kolejne miliardy lat.
Taka jest właśnie CW Leonis
To, co obserwujemy na zdjęciu powyżej, to właśnie gwiazda CW Leonis, która rozpoczęła proces odrzucania swoich zewnętrznych warstw i to one ponuro świecą w jej bezpośrednim otoczeniu. Pierwotnie gwiazda miała masę od 3 do 5 mas Słońca. Po tym jak stanie się białym karłem, pozostanie z niej jedynie od 0,7 do 0,9 masy Słońca, które będą upakowane w sferę o rozmiarach Ziemi.
CW Leonis jest bardzo wdzięcznym obiektem badań dla astronomów. Ciężko jest bowiem trafić w gwiazdę akurat na tym etapie rozwoju, szczególnie jeżeli szukamy jej na tyle blisko, aby nadawała się do dokładniejszych badań.
Na przestrzeni ostatnich 15 lat astronomowie regularnie obserwujący gwiazdę dostrzegli zmiany jasności promieni emitowanych przez gwiazdę i przenikających przez nieregularne struktury pyłu. 15 lat w skali wieku gwiazdy to naprawdę krótki czas i dostrzeżenie jakichkolwiek zmian w takim przedziale jest spektakularnym osiągnięciem (choć warto tutaj przypomnieć zmiany jasności Betelgezy, innego czerwonego olbrzyma w 2019 r.).
Jaki zatem los czeka CW Leonis? Gwiazda stopniowo będzie odrzucała zewnętrzne warstwy, w jej otoczeniu utworzy się mgławica planetarna, a po samej gwieździe pozostanie jedynie gorący biały karzeł, który przez kolejne miliardy lat będzie stopniowo stygł.
