R Coronae Borealis
O GWIEŹDZIE R CORONAE BOREALIS JAKO PREKURSORZE GRUPY GWIAZD ZMIENNYCH TYPU RCB
Jedną z bardziej interesujących gwiazd zmiennych są gwiazdy zmienne typu R CrB. Podobnie jak ich prekursorka, czyli gwiazda R Corona Borealis, należąca do konstelacji Korony Północnej, cechują się bardzo silnymi spadkami jasności rzędu 1- 9 magnitudo. Zmienne należące do tej klasy są nadolbrzymami, których typy widmowe także podlegają zmianom wraz z fluktuacjami jasności. W maksimum jasności gwiazdy R CrB należą zwykle do typów widmowych F- G. Linie wodorowe (również seria Balmera) są w ich widmie spektroskopowym niemal nieobecne. W momencie spadku jasności obserwuje się silne linie spektralne węgla amorficznego, a także jego prostych połączeń (C2, CN). Widmo tych gwiazd wskazuje również na podwyższony udział helu oraz metali obojętnych lub pojedynczo zjonizowanych.
Zmienne typu RCB wykazują niezwykłą, niepowtarzalną cechę, która odróżnia je od innych zmiennych: jest zmienną wybuchową i w trakcie wybuchu jej jasność silnie maleje. W przypadku innych gwiazd zmiennych wybuchowych, jasność w takim momencie wzrasta. Tanie nietypowe zachowanie gwiazd RCB tłumaczy się okresowym wyrzutem węgla z wnętrza gwiazdy i formowaniem się chmur węglowego pyłu w pobliżu fotosfery. Pył ten ulega zagęszczeniu w zewnętrznych obszarach gwiazdy, pochłania emitowane przez nią promieniowanie widzialne i tym samym przyczynia się do spadku jasności wizualnej o kilka jednostek magnitudo. Z upływem czasu, uwolniony pył węglowy ulega rozproszeniu i jasność gwiazdy powraca do wartości wyjściowej.
Jasność w stanie podstawowym jest niemal stała i utrzymuje się nawet przez kilka lat, do czasu wystąpienia ostrego, gwałtownego spadku jasności. Minimum trwa od kilku tygodni do roku. Odzyskiwanie pierwotnej jasności jest stopniowe i trwa dłużej niż przejście do minimum.
Oprócz głębokich spadków jasności wynikających z cyrkulacji materii węglowej w górnych partiach atmosfery, niektóre gwiazdy zmienne typu R Corona Borealis wykazują niewielką zmienność pulsacyjną o charakterze półregularnym. Okres tych zmian wynosi zwykle kilkadziesiąt dni, a amplitudy są płytkie i nie przekraczają dziesiątych części magnitudo. Wahania te są spowodowane powstawaniem nowych niewielkich porcji pyłu węglowego, który uwalniany do fotosfery przyćmiewa emitowane przez gwiazdę światło i staje się przyczyną kolejnych drobnych spadków jasności.
Grono gwiazd zmiennych typu RCB jest niewielkie, a charakter fizyko-chemiczny i natura ich zmienności są jeszcze słabo poznane. Istnieją hipotezy, wg których zmiany jasności tych niezwykłych gwiazd uchodzą wyłącznie za krótki etap przejściowy w życiu przeewoluowanych nadolbrzymów, kiedy to nastąpił błysk helowy, zapłonęła warstwa helu, a wodór obecny w rdzeniu uległ wyczerpaniu.
Zmiany jasności następują w nieregularnych odstępach czasu. Spadek jasności postępuje, by sięgnąć minimum w czasie kilku tygodni. Minimum utrzymuje się przez wiele tygodni. Niekiedy obserwujemy chwilowe wzrosty jasności o 1-2 magnitudo i następujące tuż po nich ponowne spadki.
Gdy gwiazda staje się słabo widoczna z powodu spadku jasności, pozostaje nadal jasna w zakresie podczerwieni, a w jej linie spektralnym dostrzegalne są linie emisyjne węgla.
Najważniejszą gwiazdą zmienną RCB jest prekursorka grupy, czyli R Corona Borealis. Gwiazda ta jest zlokalizowana wewnątrz symbolicznego kształtu konstelacji Korony Północnej. Można ją obserwować przy użyciu lornetki lub niewielkiego teleskopu. Przy wyjątkowo dobrych warunkach obserwacyjnych, R CrB jest dostrzegalna nieuzbrojonym okiem (podczas, gdy w szczycie swej jasności osiąga jasność wizualną 5,8 magnitudo). Przedział zmian jej jasności to 5,8 – 14,8 magnitudo.
Gwiazda jest zmienną nieregularną. Wyjątkowy i nieprzewidywalny spadek jasności miał miejsce w 1863r, kiedy to minimum trwało nieprzerwanie przez blisko 10 lat. Z kolei w latach 1925- 1934 odnotowano maksimum utrzymujące się przez ok. 9 lat na względnie stałym poziomie.
Temperatura powierzchni R Corona Borealis wynosi 6000- 6500 K. Promień gwiazdy to ok. 100 Rʘ, co stanowi blisko połowę odległości pomiędzy Słońcem a Ziemią. Wbrew pozorom masa R CrB nie jest wysoka i wynosi zaledwie 0,8 masy naszej Dziennej Gwiazdy.
Gwiazda zawiera śladowe ilości wodoru, a jej materia składa się przede wszystkim z helu. R CrB pozbyła się już otoczki wodorowej, a cały wodór obecny z rdzeniu zdąży już się wypalić. Węgiel, którego okresowe wyrzuty obserwujemy w postaci głębokich minimów jasności, pochodzi z syntezy helu (tzw. reakcja 3-alfa).
Z ogromną jasnością gwiazdy powiązany jest działanie silnego wiatru gwiazdowego, który sprawia, że traci ona znaczną część swojej masy. Utrata ta jest ok. 100.000 razy szybsza niż w przypadku Słońca. Około 1% traconej przez gwiazdę materii osiada na węglu, który formuje obłoki węglowe (podczas wyrzutu węglowego pyłu). Wokół R CrB roztacza się rozległa otoczka chłodnego pyłu o temperaturze ok. 900 K. Jego obecność jest rejestrowana w odległości stu promieni gwiazdy.
Inne przykładowe gwiazdy zmienne typu RCB to m.in.: DY Persei, U Aquarii, RY Sagittarii, V854 Centauri.
Źródło:
1. K. Davis, AAVSO Technical Assistant, artykuł: „The Enigmatic R Corona Borealis”, January 2000.
2. I. Adamin, Variable Star Observer Bulletin “What are the R Coronae Borealis stars?” 2013.
3. S. Giridhar, Indian Institute of Astrophysics: “Abundance Analysis of R CrB Variable UW Cen”, 1986.
4. Notatki Jima Kalera, profesora uniwersytetu w Illinois.
72 views
