Όταν μια ομάδα ερευνητών του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών αποφάσισε να μελετήσει αστέρια υπεργίγαντες στο Σύμπαν σε τελικό στάδιο πριν από τον θάνατό τους, ήρθε αντιμέτωπη με μια τεράστια έκπληξη: το άστρο WOH G64, ένα από τα μεγαλύτερα γνωστά άστρα, ήταν τόσο διαφορετικό από τις μελέτες του παρελθόντος, σε σημείο που έμοιαζε να είναι ένα άλλο αστέρι. Το πιο εντυπωσιακό ήταν, όμως, όταν διαπίστωσαν ότι η πλήρης μεταμόρφωσή του συνέβη σε πραγματικό χρόνο.
Από την ανακάλυψή του τη δεκαετία του 1980, το WOH G64, στον κοντινό γαλαξία Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, θεωρήθηκε ένας από τους πιο φωτεινούς, ψυχρούς και μεγαλύτερους ερυθρούς υπεργίγαντες, με ακτίνα 1.540 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Οι παραπάνω ιδιότητες το καθιστούν μοναδικό πεδίο δοκιμών για τη μελέτη της αστρικής εξέλιξης από τους αστρονόμους.
Μελετώντας το, οι ερευνητές του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών διαπίστωσαν κάτι τελείως διαφορετικό: το αστέρι δεν ήταν κόκκινο και ψυχρό, όπως είχε παρατηρηθεί στο παρελθόν, αλλά κίτρινο και κατά 1.000 βαθμούς θερμότερο.
«Στην αρχή ήμασταν τελείως χαμένοι με τις μετρήσεις που κάναμε, οπότε ήταν σαν ένα παζλ για το οποίο έπρεπε να βρούμε όλα τα κομμάτια. Αρχίσαμε λοιπόν να ψάχνουμε τα αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών και να μελετάμε πληροφορίες για το συγκεκριμένο αστέρι περισσότερων από 30 χρόνων», περιγράφει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο επικεφαλής της μελέτης, δρ. Γκονθάλο Μούνιοζ Σάντσεζ (Gonzalo Munoz-Sanchez). Η μελέτη αποτέλεσε μέρος της διδακτορικής του διατριβής στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών και στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Οι ερυθροί υπεργίγαντες είναι αστέρια με μάζα μεγαλύτερη από οκτώ φορές τη μάζα του Ήλιου και έχουν σχετικά σύντομη διάρκεια ζωής, μόλις 1-10 εκατομμύρια χρόνια, πριν τελικά εκραγούν ως σουπερνόβα.
Για να διερευνήσουν την εξέλιξη του WOH G64, οι ερευνητές εξέτασαν μετρήσεις φωτεινότητας που πραγματοποιήθηκαν σε διάστημα άνω των 30 ετών, ξεκινώντας από το 1992, και τις συνδύασαν με νέα και αρχειοθετημένα ηλεκτρομαγνητικά φάσματα. Το άστρο παρακολουθείται εδώ και δεκαετίες, μεταξύ άλλων από το πολωνικό πρόγραμμα OGLE και από το τηλεσκόπιο Las Campanas της Χιλής.
«Ήμασταν πολύ τυχεροί γιατί για τον συγκεκριμένο γαλαξία είχαμε πολλά δεδομένα των τελευταίων 30 χρόνων, οπότε υπήρχε ένας θησαυρός αρχειακού υλικού που ψάξαμε και βρήκαμε, όπως τις καμπύλες φωτός που κανείς δεν είχε μελετήσει ξανά», παρατηρεί η επιστημονικά υπεύθυνη της έρευνας και διευθύντρια ερευνών στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, δρ. Άλκηστις Μπονάνου. Η ίδια αναφέρει ότι τα παραπάνω δεδομένα βοήθησαν την ερευνητική ομάδα να προσδιορίσει τη χρονική περίοδο, κατά την οποία συνέβησαν οι αλλαγές στο άστρο.
Σύμφωνα λοιπόν με τα αποτελέσματα της έρευνάς τους, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό «Nature Astronomy», το άστρο υπέστη ραγδαίες, αλλά όχι βίαιες, αλλαγές σε σύντομο χρονικό διάστημα λίγων μόλις ετών: υπολογίζεται ότι αρχικά εξασθένησε το 2011, πριν ανακάμψει και γίνει πιο κίτρινο και θερμό (κατά περισσότερο από 1.000 βαθμούς Κελσίου) το 2013-2014. Το 2025 εξασθένησε σημαντικά. Υπέστη επίσης αλλαγές στη χημική σύνθεση της ατμόσφαιράς του.
Αυτή η αλλαγή προσφέρει μια σπάνια ευκαιρία να παρατηρηθεί η αστρική εξέλιξη σε πραγματικό χρόνο και να διερευνηθεί πώς διαφορετικές διαδικασίες μπορούν να διαμορφώσουν τα τελικά στάδια των αστέρων.
Επίσης, διαπίστωσαν για πρώτη φορά ότι το άστρο αυτό είναι μέρος ενός διπλού συστήματος. Ο συνοδός του είναι ένα άστρο παρόμοιο με τον Ήλιο, αλλά αρκετές φορές πιο μαζικό, θερμότερο και λαμπρότερο, εκπέμποντας κυρίως γαλάζιο φως.
Για να εξηγήσουν αυτές τις εξελίξεις, οι συγγραφείς της μελέτης προτείνουν δύο πιθανά σενάρια. Το πρώτο είναι ότι το διπλό αστρικό σύστημα, μέρος του οποίου είναι το WOH G64, φαινόταν να περικλείεται από ένα μεγάλο περίβλημα που το έκανε να μοιάζει με ερυθρό υπεργίγαντα και στη συνέχεια όταν αυτό το περίβλημα διαλύθηκε, αποκαλύφθηκαν τα δύο αστέρια. Στο δεύτερο σενάριο, το αστέρι ήταν ένας κίτρινος υπεργίγαντας, που μπορεί να έχει υποστεί μια έκρηξη υλικού, η οποία έληξε το 2014, που τον έκανε να φαίνεται κόκκινος και ψυχρότερος για αρκετές δεκαετίες.
Σύμφωνα με τη θεωρία της αστρικής εξέλιξης, αστέρια σαν το WOH G64 αναμένεται σύντομα να ολοκληρώσουν τη ζωή τους είτε με έκρηξη ως σουπερνόβα, είτε με κατάρρευση σε μαύρες τρύπες. Μελλοντικές αλληλεπιδράσεις θα καθορίσουν αν θα συμβεί κάτι από τα παραπάνω ή αν ο αστέρας θα συγχωνευθεί με το διπλό σύστημά του.
«Αυτό το αστέρι μας υπογραμμίζει την περιορισμένη γνώση που έχουμε για τα αστέρια της κατηγορίας του. Στην πραγματικότητα δεν γνωρίζουμε πώς συμπεριφέρονται αυτά τα αστέρια, ειδικά όσο πιο κοντά βρίσκονται στον θάνατό τους, οπότε γίνονται πιο περίεργα. Επιπλέον, δεν γνωρίζουμε αν αυτές οι ακραίες διεργασίες συμβαίνουν λόγω της φύσης του ίδιου του αστεριού ή επειδή δύο αστέρια που βρίσκονται στο ίδιο δυαδικό σύστημα αλληλεπιδρούν. Οπότε η μελέτη του WOH G64 είναι ένα παράδειγμα για το τι να περιμένουμε ή πώς να αναλύσουμε άλλα αστέρια στο Σύμπαν με παρόμοια συμπεριφορά», εξηγεί ο Γκονθάλο Μούνιοζ Σάντσεζ προσθέτοντας ότι η μελέτη του συγκεκριμένου αστεριού θα συνεχιστεί για να καταγραφούν τυχόν επιπλέον αλλαγές του.
Η χρηματοδότηση της έρευνας έγινε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας.
