Gwiazda z wagi ciężkiej: UY Scuti – najważniejsze informacje o olbrzymie

UY Scuti to ogromnych rozmiarów czerwony nadolbrzym, którego można dostrzec przez lornetkę. Od momentu odkrycia była uważana za największą znaną gwiazdę, ale ostatnie badania odebrały jej ten zaszczytny tytuł. Czym wyróżnia się ta gwiazda?

Co to UY Scuti? Ogólna charakterystyka, podstawowe informacje

UY Scuti po raz pierwszy skatalogowali w 1860 roku astronomowie z Uniwersytetu w Bonn, którzy nadali jej oznaczenie BD-12°5055. BD to skrót od nazwy katalogu Bonner Durchmusterung, zaś oznaczenie liczbowe klasyfikowało ją jako 5055 odkrytą gwiazdę zlokalizowaną pomiędzy 12 a 13 stopniem rektascencji. By zaobserwować UY Scuti na niebie, nie potrzeba specjalistycznego sprzętu – wystarczy skierować lornetkę minimalnie na północny zachód od Mgławicy Orzeł. Jest na co popatrzeć, była ona bowiem przez pewien czas uznawana za największą znaną gwiazdę.

Zobacz: Biały karzeł, czyli czym zostaje gwiazda po śmierci?

Obecną nazwę gwiazda UY Scuti zawdzięcza zasadom nazewnictwa obiektów zmiennych (których jasność ulega znacznym fluktuacjom). Litery UY oznaczają według tego kodu 34. odkryte tego typu ciało niebieskie w konstelacji – w tym przypadku Tarczy Sobieskiego. Jej łacińska nazwa to Scutum, a dopełniacz Scuti. Co ciekawe, mimo ogromnych rozmiarów gwiazda nie jest klasyfikowana jako hiperolbrzym. Jest ona jedynie nadolbrzymem. Oznacza to względną stabilność i ma związek z bardzo niską gęstością oraz niewielką zawartością ciężkich pierwiastków.

Jak dużą gwiazdą jest UY Scuti?

Rozmiary największych gwiazd mogą być trudne do wyobrażenia i dokładnie tak samo jest w przypadku UY Scuti. Średnica nadolbrzyma według badań przeprowadzonych w 2012 roku przy pomocy VLT jest aż 1708 ± 192 razy większa niż Słońca (jej promień wynosi 1708 ± 192 R_☉ – promieni Słońca). Oznacza to, że gdyby naszą najbliższą gwiazdę zastąpić tym nadolbrzymem, sięgnąłby on niemal orbity Saturna.

Wprost przekłada się to na inne, równie imponujące liczby dotyczące UY Scuti. Obwód gwiazdy to niemal 7,5 miliarda kilometrów. Dla porównania długość ziemskiej orbity wynosi niecały miliard kilometrów, a dla Saturna ta wartość to około 9 miliardów km. Tak wielkie wymiary mogłyby instynktownie wskazywać na ogromny ciężar UY Scuti. Masa gwiazdy szacowana jest jednak na zaledwie pomiędzy 7 a 10 mas Słońca, co przekłada się na jej niezwykle niską gęstość wynoszącą zaledwie 0,000007 kg/m³ (W przypadku Słońca jest to 1410 kg/m³).

Jaki los czeka UY Scuti?

Obecnie stosowane modele ewolucji nie rysują zbyt długiej przyszłości przed UY Scuti. Gwiazda rozpoczęła już w swoim jądrze fuzję helu, podczas gdy w jej zewnętrznych warstwach wciąż następuje łączenie jąder wodoru. Dalsza droga jest typowa dla rozwoju podobnych obiektów. W pobliżu wnętrza gwiazdy stopniowo następuje fuzja coraz cięższych pierwiastków – kolejno litu, węgla, tlenu, neonu i krzemu. Wszystkie one są reakcjami egzoenergetycznymi (czyli następuje w nich emisja energii).

Następujące po krzemie żelazo jest najlżejszym pierwiastkiem z fuzją endoenergetyczną (pochłaniającą energię). Od momentu rozpoczęcia łączenia jego jąder do śmierci gwiazdy mija maksymalnie kilka dni. Zaburzenie równowagi energetycznej skutkuje zapadnięciem się jądra i wybuchem supernowej. W przypadku UY Scuti pozostałością po tym zdarzeniu najprawdopodobniej będzie szybko rotująca gwiazda neutronowa. Reszta materii zostanie zaś wyrzucona w przestrzeń kosmiczną w efektownym rozbłysku.

Jaka jest odległość UY Scuti od Ziemi – czy odczujemy skutki wybuchu?

Odległość UY Scuti od Ziemi to 5100 lat świetlnych (1,55 kiloparseka). To mniej więcej cztery razy bliżej niż ulokowana była ostatnia znana supernowa w naszej galaktyce – SN 1604, od nazwiska odkrywcy nazywana też Gwiazdą Keplera. Niestety nie są znane parametry ciała niebieskiego, które istniało w tym miejscu wcześniej, toteż porównanie z przyszłym losem opisywanej gwiazdy nie jest łatwe. W pewnych granicach błędu można jednak spodziewać się zbliżonego efektu.

Ślad po wybuchu Gwiazdy Keplera pozostawał na niebie przez około 18 miesięcy, mając początkowo postać wyjątkowo jasnego punktu (jedynie Wenus pozostawała na nocnym niebie jaśniejsza), który stopniowo rósł, jednocześnie tracąc na jasności. Dziś możliwa do zaobserwowania jest jedynie niewielka mgławica odkryta w 1941 roku. Praktycznie nie świeci ona w spektrum widzialnym, pozostaje jednak bardzo silnym radioźródłem.

W przypadku rozbłysku UY Scuti długość trwania obłoku na niebie powinna być zbliżona, jednak ze względu na znacznie mniejszą odległość gwiazdy od Ziemi przez pewien czas może on być najjaśniejszym punktem na niebie, z czasem jednak blednąc i zanikając. Choć supernowe są wymieniane jako zjawiska potencjalnie zagrażające Ziemi, w przypadku UY Scuti szanse na to są niewielkie. Przez pewien czas pozostanie ona tylko efektowną ozdobą nieba. Niestety, ten niezwykły widok ziemianie ujrzą dopiero za około milion lat.

UY Scuti a Słońce – porównanie

UY Scuti w pewnym stopniu pokazuje, jaki los czeka Słońce u schyłku jego istnienia. Ze względu na sporo mniejszą masę nie wejdzie ono jednak w fazę czerwonego nadolbrzyma, a jedynie czerwonego olbrzyma, który w miarę wzrostu pochłonie Ziemię, być może sięgając orbity Marsa. Oznacza to, że nawet w szczytowym momencie Słońce nie osiągnie rozmiarów tak wielkich jak ta gwiazda. W przeciwieństwie do nadolbrzyma nie zakończy też swojego życia jako supernowa, a jedynie odrzuci część masy w formie mgławicy planetarnej i przekształci się w białego karła.

Nieco bardziej adekwatne jest porównanie UY Scuti vs VY Canis Majoris (43. gwiazda zmienna w gwiazdozbiorze Wielkiego Psa). Ta druga jest czerwonym hiperolbrzymem o promieniu 600-1540 razy większym niż Słońce i masie około 30-40 mas naszej gwiazdy. Znajduje się w odległości 4900 lat świetlnych od Ziemi. Z opisywaną gwiazdą łączy ją fakt, że też była przez pewien czas uznawana za największą gwiazdę – jej promień oceniano początkowo na 1800-3230 R_☉. Swoje życie zakończy za około 100 000 lat, tworząc potężną hipernową, która jednak nie zagrozi Ziemi.

Kolejnym interesującym obiektem jest Stephenson 2-18, który obecnie dzierży palmę pierwszeństwa na liście największych znanych gwiazd. Czerwony supergigant, znajdujący się około 20 000 lat świetlnych od Ziemi, ma promień wynoszący około 2150 R_☉. Oznacza to, że umieszczony w miejscu Słońca sięgnąłby aż poza orbitę Saturna. Podobnie jak UY Scuti, VY Canis Majoris czy inne równie wielkie gwiazdy, Stephenson 2-18 nie ma przed sobą długiego życia, które zakończy za kilka milionów lat w potężnym rozbłysku, przekształcając się w czarną dziurę.

Gwiazda ta to niezwykle ciekawy obiekt. Charakterystyczną czerwoną gwiazdę można obserwować nawet przez lornetkę. Nie trzeba się też przy tym nadmiernie spieszyć – milion lat, który pozostał jej do wybuchu w postaci supernowej, to niewiele w skali kosmicznej, ale dość sporo dla człowieka. Niezwykle lekka jak na swoje rozmiary gwiazda jest szczególnie interesująca ze względu na historię badań kosmosu. Przez pewien czas była ona bowiem uznawana za największy obiekt tego typu. Dopiero najnowsze odkrycia pozbawiły ją tego zaszczytnego tytułu.

Źródło obrazka głównego: whatifshow.com