Za pomocą dwóch interferometrów, astronomowie wykryli kokony otaczające trzy cefeidy – w tym Gwiazdę Polarną. Tym samym po raz pierwszy wykryto materię otaczającą gwiazdy tej ważnej klasy.

Do obserwacji wykorzystano interferometr znajdującego się w Cerro Paranal w Chile Very Large Telescope oraz interferometr CHARA na Mount Wilson w Kalifornii. Badane gwiazdy to L Carinae, Gwiazda Polarna, oraz Delta Cephei. Do badania pierwszej posłużył instrument VINCI zamontowany na VLT, a do badania dwóch pozostałych – jego prototyp, instrument FLUOR zamontowany na CHARA. Instrumenty są dziełem astronomów z Obserwatorium Paryskiego. Badania były prowadzone przez grupę amerykańsko-francuską.

Zazwyczaj obserwacje gwiazd za pomocą interferometrów zgadzają się z modelami teoretycznymi. Jednak w przypadku tych trzech gwiazd wykryto drobne odstępstwa, które pozwoliły stwierdzić, że otacza je kokon materii.

Odkryliśmy odstępstwo od modelu dla wszystkich trzech gwiazd, z których każda charakteryzuje się innymi właściwościami. Wydaje się, że może to wskazywać, że kokony otaczające cefeidy są zjawiskiem powszechnym” – mówi Pierre Kervella, jeden z autorów.

Kokony są 2 do 3 razy większe niż sama gwiazda. Mimo że cefeidy są gwiazdami dość dużymi, ich średnica wynosi od 50 do kilkuset promieni Słońca, pojedynczy teleskop nie ma rozdzielczości potrzebnej do badania gwiazdy. Największa znana cefeida zajmuje na niebie kąt 0,003 sekundy. To jakby obserwować dwupiętrowy budynem z Księżyca.

Astronomowie posługują się więc technikami interferometrycznymi, łącząc światło z dwóch lub więcej odległych teleskopów i tworząc w ten sposób teleskop o rozdzielczość kątowej tym większej, im dalej od siebie znajdują się teleskopy. VLTI osiąga rozdzielczość 0,001 sekundy łuku lub lepszą.

Nadal nie wiadomo z pewnością, jakie procesy odpowiedzialne są za powstanie kokonu. Bazując na analogii między cefeidami a innymi klasami gwiazd, wokół których zaobserwowano kokony, możemy przypuszczać, że powstały one z materii wyrzuconej przez znajdującą się w środku gwiazdę” – mówi Antoine Merand, autor.

Cefeidy pulsują z okresem kilku dni. W rezultacie na ich powierzchni, fotosferze, dochodzi do gwiałtownych ruchów, których prędkość może osiągać nawet 30 kilometrów na sekundę. Do ustalenia pozostaje jednak jeszcze powiązanie pomiędzy pulsacją, utratą masy, a powstawaniem kokonów.

L Carinae to najjaśniejsza cefeida na niebie, o największej obserwowanej średnicy kątowej. Jest to masywny nadolbrzym, o masie 10 Słońc i promieniu równym około 180 promieniom słonecznym. Jedna z najbardziej znanych gwiazd, Gwiazda Polarna, również jest zaliczana do cefeid, jednak jej pulsacja jest znacznie słabsza niż innych gwiazd tej klasy. Delta Cephei to prototyp gwiazd tego typu. Jej zmienność została wykryta w XVIII wieku przez angielskiego astronoma amatora Johna Goodricke’a. Jest to jedna z najjaśniejszych cefeid. Jej krótki okres pulsacji związany jest z niewielkimi rozmiarami gwiazdy – jej średnica to “zaledwie” 43 promienie słoneczne.

Autor

Anna Marszałek