7 Minutės
Kas nors su WOH G64 atrodo ne taip. Ar bent jau neįprasta. Per dešimtmetį darytose nuotraukose ir spektruose ši milžiniška žvaigždė Didžiajame Magelano debesyje atrodė tarsi pakeitusi savo raudonąją tapatybę — pasikeitusi į karštesnį, gelsvesnį „drabužį“; keistas persirengimas žvaigždei, kurios spindulys buvo daugiau nei 1 500 kartų didesnis už Saulės spindulį.
Tą provokuojantį pokytį pirmasis atkreipė Gonzalo Muñoz-Sanchez ir bendradarbiai, pateikę detalią analizę, įkeltą į arXiv 2024 m. lapkričio mėn. Straipsnis sukėlė antraštes, kad raudonasis supermilžinas pavirto geltonuoju hiperžvaigždžiu — galimu priešnuodžiu branduolio kolapsui. Tyrėjai teigė, kad 2013–2014 m. žvaigždės spektras ir matomas dydis pasikeitė sparčiai: temperatūra pakilo, akivaizdus spindulys sumažėjo iki maždaug 800 Saulės spindulių, o atmosferos chemija atrodė pakeitusi pobūdį. Buvo siūlomi dramatiški paaiškinimai — dalinis atmosferos išmetimas bendros plunksnos (common-envelope) fazės metu arba itin ilgos erupcijos pabaiga.
Šis pastebėjimas akivaizdžiai sudomino astronomus, nes pereinamasis laikotarpis nuo raudonojo supermilžino prie geltonojo hiperžvaigždės galėtų būti trumpalaikis, tačiau reikšmingas žingsnis link branduolio kolapso ir supernovos sprogimo. Toks perėjimas taip pat pateiktų vertingus duomenis apie masyvios žvaigždės vėlyvąją evoliuciją, masės netekimą, dulkių susidarymą ir potencialias binarines sąveikas.
Šis WOH‑G64 vaizdas yra detaliausias vaizdas, kurį iki šiol esame matę iš žvaigždės už Paukščių Tako ribų.
Ką atskleidė sekantys stebėjimai ir kodėl ginčas tęsiasi
Mokslas juda patikrinimo ir pakartotinio patikrinimo keliu. Kai Muñoz‑Sanchez darbą paskelbė, keli kiti tyrėjų kolektyvai nukreipė didelių teleskopų žvilgsnį į WOH G64. 2024 m. pabaigoje ir 2025 m. astronomai Jacco van Loon ir Keiichi Ohnaka surinko naujus spektrus su Southern African Large Telescope (SALT) ir 2026 m. sausį pateikė ryškiai kitokią interpretaciją.
Kol pradinė komanda interpretavo duomenis kaip atšokimą nuo raudonojo supermilžino elgesio, SALT spektrai atskleidė aiškias titano oksido (TiO) molekulines absorbcines juostas — cheminį „pirštų atspaudą“, būdingą vėsioms, išsiplėtusioms atmosferoms. Titano oksidas negali išlikti karštesnėse terpėse, kurios būdingos geltoniesiems hiperžvaigždžiams. Van Loon ir Ohnaka padarė išvadą, kad WOH G64 vis dar turi raudonojo supermilžino atmosferą ir galbūt niekada neperėjo į pastoviai karštesnę būseną.
Todėl kyląs ginčas? Abu kolektyvai pateikia duomenis ir argumentus; skirtumas — kaip interpretuoti chaotišką, dinamišką sistemą. Raudonieji supermilžinai yra žinomi kaip nestabilūs. Kai masyvios žvaigždės (maždaug 8–30 Saulės masių) degina sunkesnius elementus savo branduoliuose, jų išoriniai apvalkalai išsipučia ir atvėsta, suformuodami milžiniškas, konvektyvias fotosferas, kurios svyruoja ryškumu ir spalva. Epizodiniai masės netekimai, dulkių formavimasis ir sąveikos su kompanionais gali stipriai iškreipti matomą spektrą.
WOH G64 yra maždaug už 160 000 šviesmečių — pakankamai arti detaliam stebėjimui, bet pakankamai toli, kad atskirti žvaigždę nuo jos supančių dulkių ir palydovų būtų sudėtinga. Muñoz‑Sanchez komanda pranešė apie karštą binarinį kompanioną, sąveikaujantį su pagrindine žvaigžde. Van Loon ir Ohnaka sutinka, kad kompanionas egzistuoja, tačiau mano, kad binarinės sąveikos galėjo pakeisti aplinkinio žvaigždės aplinkos aprėpą ir tokiu būdu imituoti spektrinį pokytį, nekeičiant pačios žvaigždės evoliucinio etapo.
Praktinė išvada: matoma temperatūros ar ryškumo kaita savaime neįrodo žvaigždės vidinės struktūros pasikeitimo. Tam reikia interferometrinių vaizdų, spektrų keliuose bangų ruožuose ir nuolatinio laiko eilučių stebėjimo, kad būtų atskirti intrinsiniai žvaigždės pokyčiai nuo ekstrinsinių faktorių, tokių kaip dulkių uždanga, išsklaidyta šviesa ar trumpalaikiai išsiveržimai.
Be to, spektrinis vaizdas gali būti paveiktas instrumentinių skirtumų, skirtingų spektrinių aprėpties sričių ir duomenų apdorojimo metodikų. Skirtingi teleskopai ir spektrografai turi savas charakteristikas — skirtingą spektrinę raišką, jautrumą ir foninį triukšmą — todėl būtina palyginti matavimus atsižvelgiant į instrumentines sistemines paklaidas ir kalibruoti duomenis per tarpusavio susitarimus tarp komandų.
Ekspertų komentaras
„Masyvios žvaigždės retai elgiasi kaip laikrodžiai; jos elgiasi kaip oro sistema — turbulentiškos ir kintančios,“ sako dr. Lina Morales, astrofizikė, tirianti žvaigždžių vėlyvąją evoliuciją Kalifornijos universitete. „Kai matome TiO juostas ir kitas molekulines ypatybes sugrįžtančias į spektrą, tai reiškia, kad išorinis apvalkalas vis dar yra vėsus ir išsiplėtęs. Tačiau vėsi atmosfera šiandien negarantuoja ramios ateities. Binariniai stumtelėjimai, erupcijos ir staigus masės netekimas vis dar gali pastumti žvaigždę link kolapso. Svarbiausia — kantrus, daugabangis stebėjimas.“
Tarp dviejų tyrimų grupių vykęs diskursas iliustruoja platesnę metodologinę tiesą: masyvių žvaigždžių astrofizikoje vieno stebėjimo epizodas gali klaidinti. Teiginiai, kad raudonasis supermilžinas pereina į retą geltonojo hiperžvaigždžio fazę, yra moksliniu požiūriu patrauklūs — bet jie turi būti patvirtinti per skirtingus instrumentus, bangų ruožus ir laiko intervalus.
WOH G64 vertė ne tik jos dydyje: tai yra galimybė astronomams gyvai stebėti ekstremalias žvaigždžių fizikos trajektorijas. Jei WOH G64 išties būtų perėjusi į karštesnį etapą, tai būtų tiesioginis įrodymas apie spartų post-raudonojo-supermilžino taką, kuris gali preceduoti tam tikras branduolio kolapso supernovas. Jei žvaigždė išliko raudonuoju supermilžinu, o aplinkinis materijos sluoksnis tik imitavo pokyčius, mes įgyjame lygiai tiek pat svarbių žinių: binarinės sąveikos ir ilgalaikės erupcijos gali sukurti iliuzijas, apsunkinančias mūsų skaitymą apie žvaigždžių gyvavimo ciklus.
Techniniai ir stebėjimų aspektai, kurie turi būti suprasti geriau, apima šiuos elementus:
- Spektrinė diagnostika: molekulinės juostos (pvz., TiO), neutralios ir jonizuotos elementų linijos, ir jų jautrumas temperatūrai bei slėgiui.
- Interferometrija: aukštos erdvinės skiriamosios gebos vaizdai, leidžiantys atskirti fotosferą nuo artimos aplinkos ir matuoti efektyvų spindulį skirtinguose bangų ruožuose.
- Infraraudonoji fotografija ir dulkės kartografija: dulkių pluoštų spektrinis šydas stipriai veikia regimąją ir artimąją IR šviesą.
- Laiko eilių stebėjimai: ilgalaikės programos, sekamos per metus ar dešimtmečius, leidžia atskirti trumpalaikius svyravimus nuo ilgalaikių evoliucinių tendencijų.
Detalizuojant spektrines detales: TiO molekulės sukuria ryškias, plačias absorbcines juostas dažnai regimojo spektro raudonojoje dalyje. Šios juostos yra labai temperatūrai jautrios — esant aukštesnei fotosferos temperatūrai TiO dalys išsisklaido, o vietoje jų dominuoja atominių linijų spektras. Taigi TiO buvimas ar nebuvimas yra diagnostinis požymis atskirti šaltas raudonąsias atmosferas nuo šiltesnių labai didelių žvaigždžių tipų, tokių kaip geltonieji hiperžvaigždžiai.
Interferometrijos pranašumas yra tas, kad ji suteikia erdvinę informaciją: matuodami žvaigždės šviesos išsidėstymą skirtingose kampinėse skalėse, mokslininkai gali atskirti fotosferą, artimą kondensuotą dulkėtą medžiagą ir išsikišančias emisijos struktūras. Tokie matavimai ypač vertingi WOH G64 atveju, nes komplikuota papildoma medžiaga gali pakeisti spektrą ir matomą spindulį.
Tolesni instrumentiniai žingsniai, kurie suteiks vertingų duomenų, yra:
- Spektroskopija didelės raiškos ir plataus spektro aprėpties (nuo optinio iki artimojo IR), leidžianti stebėti TiO, oksidų ir atominių linijų elgesį.
- Daugiažvaigždžių (multi-epoch) interferometrija, pavyzdžiui su VLTI (Very Large Telescope Interferometer), siekiant sekti žvaigždės fotosferos dydžio ir formos pokyčius laike.
- Polarimetrija, kuri padeda nustatyti, ar matoma šviesa yra tiesiogiai iš žvaigždės ar išsklaidyta per netoliese esančius dulkėtus sluoksnius.
- Ilgalaikės stebėjimo kampanijos, koordinuojamos tarp observatorijų, kad būtų išvengta instrumentinių ir sezoninių efektų.
Be techninių priemonių, vertinant WOH G64 situaciją svarbu išlaikyti nuoseklią terminologiją ir aiškias sąvokas. Terminai kaip „raudonasis supermilžinas“, „geltonasis hiperžvaigždė“, „post-raidonasis perėjimas“, „common-envelope fazė“ ir „masės netekimas“ turi būti naudojami tik kartu su aiškiais diagnostiniais požymiais: efektyvia temperatūra, fotosferos spinduliu, molekulinių ir atominių linijų stiprumu, bei circumstellarinių medžiagų kartografija.
Galiausiai, WOH G64 stebėjimų vertė remiasi ir platesniame kontekste: tokios sistemos padeda susieti žvaigždės masės pradinius parametrus su jos galutine likimomis — ar ji taps raudonąja supermilžine, ar pereis per geltonąją fazę, ir ar galutinį kelią vainikuos tipas II‑P, II‑L ar kitas branduolio kolapso supernovos pavidalas. Tokios žinios yra svarbios ne tik teorinei astrofizikai, bet ir mūsų supratimui apie cheminį elementų apykaitos ciklą visatoje.
Kol vyksta tolesni stebėjimai, WOH G64 išlieka abejotiname režime: didžiulė žvaigždė po šviesa — ar ji tikrina naujus drabužius, ar tiesiog stovi po kintančia scenine šviesa. Žvaigždė ir toliau stebins stebėtojus. Tad ir mes turėtume nenutraukti stebėjimų.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą