Z powierzchni czerwonych olbrzymów materia może uciekać nawet w tempie jednej masy Ziemi na rok – informuje najnowszy numer “Astrophysical Journal Letters”.

Gromady kuliste w niewielkiej objętości zawierają nawet milion gwiazd, co wskazuje, że ich wiek jest niewiele mniejszy od wieku Wszechświata. Ponieważ gwiazdy należące do jednej gromady utworzyły się mniej więcej w tym samym czasie z materii o takim samym składzie chemicznym, gromady kuliste są doskonałymi laboratoriami do testowania modeli ewolucyjnych gwiazd.

Jedyną wielkością, którą różnią się obiekty z gromady, jest ich masa. Ponieważ ciała masywniejsze ewoluują szybciej niż mało masywne, gwiazdy z jednej gromady kulistej znajdują się na różnych etapach gwiezdnego życia. Obiekty o masach mniejszych od masy Słońca ewoluują najwolniej i przez to wciąż znajdują się na pierwszym etapie ewolucji zwanym ciągiem głównym. W tym okresie gwiazda czerpie energię z termojądrowej przemiany wodoru w hel.

Gwiazdy, które wyczerpały zapasy wodoru w jądrze, puchną bardzo szybko do ogromnych rozmiarów. Równocześnie temperatura ich powierzchni spada do 3000 Kelwinów. Obiekt staje się wtedy czerwonym olbrzymem. Trwa to do momentu, gdy w jądrze gwiazdy nie zacznie się przemiana helu w węgiel. Jest to kolejny okres stabilności w niespokojnym życiu gwiazdy, podczas którego osiada ona na tzw. gałęzi horyzontalnej.

Gałąź horyzontalna bierze swą nazwę z faktu, że na tym etapie ewolucji jasność gwiazdy bardzo słabo zależy od jej temperatury na powierzchni i koloru. Jeśli więc narysujemy diagram barwa-jasność dla gromady kulistej, gwiazdy palące hel w jądrze ułożą się na wąskiej i poziomej kresce, którą astronomowie zwą właśnie gałęzią horyzontalną.

Pod koniec lat 60. XX wieku zauważono, że rozkład gwiazd na gałęzi horyzontalnej nie jest tak równomierny, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Szczególnie dobrze było widać ten efekt u gromad posiadających dużo niebieskich, a przez to gorących gwiazd palących hel. W ich przypadku odnotowywano wyraźny brak gwiazd o temperaturach 20000 Kelwinów, co objawiało się dziurą w gałęzi horyzontalnej. Jak dotychczas nikt nie podał zadowalającego wyjaśnienia tego zjawiska.

Z problemem tym zmierzyła się ostatnio amerykańsko-izraelska grupa astronomów kierowana przez Noama Sokera z University of Virginia w USA. Zauważyli oni, że u gwiazd, które wypaliły już hel w swoich jądrach (czyli tych, które zakończyły swój żywot na gałęzi horyzontalnej), występuje etap bardzo silnej utraty masy na skutek wiatru gwiazdowego. Ponieważ na etapie czerwonego olbrzyma, który poprzedza wejście na gałąź horyzontalną, gwiazda ma podobne własności do gwiazd silnie gubiących masę, prawdopodobne jest, że i czerwone olbrzymy mogą tracić masę w tempie nawet jednej masy Ziemi na rok.

Tak intensywny wiatr gwiazdowy powinien zmienić temperaturę powierzchniową ciała, a przez to jego barwę. W efekcie gwiazda, wchodząc na gałąź horyzontalną, ma temperaturę wyraźnie wyższą niż miałaby, gdyby uniknęła utraty masy.

Autor

Łukasz Wiśniewski