W miłosnym uścisku, czyli dwie niebieskie perły AO CASSIOPEIAE

25 Sierpnia 2017

W MIŁOSNYM UŚCISKU, CZYLI DWIE NIEBIESKIE PERŁY AO CASSIOPEIAE

Bez tytułu.png

Około 10^o na południe od jasnej pomarańczowej gwiazdy Szedar (α Cas), w konstelacji Kasjopei znajduje się niepozorna, nieco ponad 6-magnitudowa gwiazda o wyraźnym błękitnym, mroźnym zabarwieniu. AO Cassiopeiae obserwowana przez teleskop, nawet taki o największej dostępnej aperturze, nie ukaże pełni swego uroku. Ale mimo to, warto dowiedzieć się jaką skrywa tajemnicę i z tą wiedzą ponownie zwrócić teleskop w jej stronę.

ao cass.png

Typ widmowy:

AO Cassiopeiae (HD 1337) to gorąca gwiazda spektroskopowo podwójna złożona komponentów o typach widmowych O9,2III + O8V ((f)) nn. Zapis jest rozszerzony o dodatkowe oznaczenia. „f” wskazuje na obecność linii spektralnych azotu potrójnie zjonizowanego (N³⁺), a „nn” oznacza rozmyte pasma w widmie spektroskopowym gwiazdy. Obie składowe ciasnego systemu binarnego są gorącymi, niebieskimi gwiazdami typu widmowego O. Jednak każda z nich należy do różnej klasy jasności: większa z nich jest olbrzymem, a mniejsza to gwiazda ciągu głównego. Wskaźnik barwy AO Cas wynosi (B-V)= -0,13. Gwiazda jest wyraźnie błękitna. Temperatura powierzchni AO Cas jest bardzo wysoka i sięga 28.000 K (podobnie jak u Mimosy i Acruxa). Nic więc dziwnego, że widmo zawiera linie jonu N3+. Atom azotu jest bardzo trudno zjonizować, a już tym bardziej oderwać od niego aż trzy elektrony. Ale tak wysoka temperatura może się do tego procesu przyczynić.

AO Cas wykazuje tzw. profil p Cygni, który polega na tym, że w widmie spektalnym widoczne są dla niektórych pasm zarówno linie emisyjne, jak i absorpcyjne. Co więcej, AO Cas charakteryzuje się obecności linii krzemu IV i węgla IV.

Układ podwójny zaćmieniowy:

AO Cassiopeiae jest systemem binarnym spektroskopowo rozdzielnym. Jest także układem podwójny zaćmieniowy o niewieliej amplitudzie jasności, wynoszącej blisko 0,2^m. Okres wzajemnego obiegu AO Cas Aa i AO Cas Ab to blisko 3,5 doby. Gwiazdy znajdują się tak blisko siebie, że nakładają się ze sobą ich powierzchnie Roche’a. Naukowcy szacują, że dystans, jaki dzieli oba komponenty to zaledwie 15 mln mil. Otoczki gwiazd stykają się ze sobą i wzajemnie przenikają. To bardzo rzadko spotykany układ. Podobnym pod względem budowy są m.inn. Gwiazda Plasketta, UW CMa czy B Lyrae.

Masy obu składników systemu są znaczne i dla AO Cas Aa i AO Cas Ab wynoszą odpowiednio: 32 M_ʘ i 30 M_ʘ. U końca swojego życia, obie z nich wybuchną jako supernowe, pozostawiając po sobie supergęsty obiekt, prawdopodobnie czarną dziurę.
Jednak średnice oraz gęstości gwiazd znacząco się od siebie różnią. Przyjmują wartości: 23 R_ʘ i 15 R_ʘ. Jasność większej z gwiazd osiąga wartość aż 30.000 L_ʘ. Co ciekawe, jasność absolutna dotyczy wyłącznie widzialnej części emitowanego światła. W rzeczywistości gwiazda wysyła również światło z innych zakresów częstotliwości (np. promienie UV).
Łączna jasność absolutna systemu AO Cas, to -6^m. Naukowcy na tej podstawie szacują jej odległość od Ziemi na blisko 7.000 l.ś.

Wiatr gwiazdowy:

Łączna masa gwiazd to blisko 60 M_ʘ. Jednak należy pamiętać, że wiele błękitnych, masywnych olbrzymów generuje silny wiatr gwiazdowy, który jest przyczyną intensywnej utraty materii. Każdy ze składników jest źródłem takiego wiatru, a emitowane wiązki materii gwiezdnej, zderzają się ze sobą, tworząc falę uderzeniową.

Dalsze komponenty:

Dotychczas wspomniano o dwóch składnikach układu spektroskopowo podwójnego. Ale w rzeczywistości, gwiazd należących do systemu AO Cassiopeiae jest więcej. Wśród nich m.inn.:

15-magnitudowa, oddalona od głównych komponentów o 2,8’’, prawie 14-magnitudowa, odległa o 13’’ oraz 12,5-magnitudowa, położona 16’’ od najjaśniejszych gwiazd.

.............................................................................

Źródło:

1. O. Struv i H.G. Horak: „The Spectroscopic Binary AO Cassiopeiae”, 1949.

2. S. Chandrasekhar: “An Introduction to The Study of Stellar Structure”, str. 320.

3. R. Burnham: “Burnham’s Celestial Handbook”, tom I, str. 729.

4. Katalog gwiazd podwójnych: “Stelle Doppie”.

Rybi · 26 Sierpnia 2017

eso1540a.jpg.d48460bfbef75285679710ee5c90ed9f.jpg

Podobnym układem kontaktowym jest VFTS 352 - porównywalne masy (2 x 28Mo). Jest widoczny w Wielkim Obłoku Magellana jako obiekt o jasności obserwowanej około 14,4 mag. Jest to tzw. układ podwójny kontaktowy dzielący wspólną otoczkę (w języku angielskim tzw. „overcontact binary”) - ok.30% masy jest "wspólną" własnością układu.

Na symulacji z bliska wygląda jak poniżej:

https://youtu.be/mndNcAn2WRk

O VFTS 352 było głośno w 2015r. w związku z publikacją ESO:

L.A. Almeida ze współpracownikami pt. "Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing"

Inne odnośniki na temat tego układu:

http://www.urania.edu.pl/wiadomosci/bardzo-masywny-goracy-uklad-podwojny-kontaktowy-1875.html

https://en.wikipedia.org/wiki/VFTS_352

Pojawiły się również romantyczne omówienia popularno-naukowe tej pracy, np.
Komunikat ESO nr 1540 pt. "Ostatni pocałunek dwóch gwiazd zmierzających do katastrofy."

TVN Meteo: "Romantyczna schadzka dwóch gwiazd. Ich miłość może skończyć się różnie."

Edytowane 26 Sierpnia 2017 przez Rybi