NAOS – błękitny statek południowego nieboskłonu
Zeta Puppis, zwyczajowo nazywana Naosem lub rzadziej, z arabskiego Suhail Hadar, to najjaśniejsza z gwiazd konstelacji Rufy. Rufa jest częścią ogromnego gwiazdozbioru zwanego Okrętem Argonautów. Jednak z powodu znacznych rozmiarów, astronomowie w XIX wieku podzielili Okręt na trzy mniejsze części, stanowiące odrębne konstelacje: Carina (Kil), Vela (Żagiel) oraz Puppis (Rufa)- do której należy Naos. Nazwa Naos pochodzi z języka greckiego i oznacza „Okręt”.
Zeta Puppis, mimo, że jest najjaśniejszą gwiazdą w swojej konstelacji (nieco ponad 2 magnitudo), to pod względem jasności zajmuje wśród wszystkich gwiazd nocnego nieba dopiero 62. miejsce.
Właściwości fizyko-chemiczne:
Gwiazda zmienna:
Naos jest gwiazdą zmienną pulsacyjną. Jej jasność waha się w bardzo wąskim zakresie: 2,11 do 2,17 magnitudo. Należy do typu zmienności Alpha Cygni. Do grupy tej zaliczają się nadolbrzymy pulsujące niesferycznie, których zmiany jasności spowodowane są okresowymi deformacjami powierzchni. Okres zmienności zmiennych typu Alpha Cygni mieści się w przedziale kilku dni do kilku tygodni. Amplituda zmian jasności jest w ich przypadku bardzo niska: rzędu 0,1 magnitudo. Dla Naosa wynosi ona zaledwie 0,06 magnitudo.
Niezwykły typ widmowy:
Naos należy do bardzo rzadko spotykanej grupy gorących gwiazd wczesnego typu widmowego O.
Jego pełny typ widmowy to: O4 I (n)fp. „f” oznacza obecność w widmie spektroskopowym pasm jonów helu oraz azotu. Jest to cecha typowa dla gorących gwiazd.
„p” – to skrót od angielskiego słowa „peculiar”, czyli „osobliwy”. I stosuje się go w zapisie bardzo niespotykanych, unikatowych typów widmowych.
„n”- sugeruje, że linie spektralne gwiazdy są szerokie, jakby rozmyte. Skrót pochodzi od angielskiego słowa „nebular” czyli „mglisty”.
Naos jest nadolbrzymem i jedną z najgorętszych znanych gwiazd. Temperatura jego powierzchni wynosi około 42.000 K (dla przypomnienia warto dodać, ze temperatura powierzchni Słońca jest bliska 5800K). Barwa Naosu jest niebieska, co potwierdza wybitnie niski wskaźnik barwy: -0,26 (B-V). Większość promieniowania Zety Puppis jest uwalniana w zakresie nadfioletu, który jest niewidoczny dla oka (podobnie jak w przypadku czerwonych nadolbrzymów, które znaczną część energii emitują w niewidzialnej podczerwieni).
Naos posiada bardzo silny wiatr słoneczny wiejący z ogromną prędkością 2300 km/s. Sprawia to, że gwiazda sukcesywnie wytraca spora część swojej masy. Rocznie jest to aż 7,2 * 10-6 mas słonecznych.
Prędkość kątowa Naosa jest zmienna. Średnio wynosi ona -24km/s. Średnica kątowa tarczy gwiazdy to zaledwie 0,00041”-0,00042” (podlega fluktuacjom z uwagi na pulsację).
Masa gwiazdy jest 40-krotnie większa od masy Słońca. Jej promień 11-krotnie przewyższa promień słoneczny, a jasność Naosa jest 360-razy wyższa od jasności naszej Dziennej Gwiazdy.
Analiza składu chemicznego:
Pomiary widma spektroskopowego Zety Puppis wykazały następującą zawartość poszczególnych jonów w materii gwiazdy (względem zjonizowanego wodoru H+):
H+ : 1,0; He2+: 0,10; C(III): 3,7*10-4; N(V): 1,1*10-4; O(VI): 6,8*10-4, Si(IV): 3,5*10-5; P(V): 2,7*10-7; S(IV): 1,6*10-5.
Bardzo charakterystyczna dla gwiazd typu widmowego O jest obecność podwójnie zjonizowanego helu. Hel jest pierwiastkiem o małym jądrze, złożonym z dwóch protonów oraz dwóch neutronów. Posiada jedną powłokę elektronową K, będącą zarazem jego podpowłoką s oraz sferą walencyjną. Na powłoce obecne są jedynie dwa elektrony. Jako, że sfera ta (ujemnie naładowana) znajduje się bardzo blisko jadra o dodatnim ładunku, nietrudno jest się domyślić, że elektrony są silnie związane z jądrem. Zatem chcąc je od niego oddzielić (zjonizować atom) należy użyć znacznej porcji energii. Dodatkowym problemem przy probie jonizacji będzie wysoka stabilność atomu helu. Taki stabilny układ trudno jest rozdzielić. Z powyższej analizy możemy wnioskować, że do pozbawienia atomu helu dwóch elektronów potrzeba szczególnie wysokiej energii. Takie procesy mogą zajść wyłącznie w układach wysokotemperaturowych, a więc w materii gwiazd typu widmowego O (28.000K – 50.000K). Dla uzupełnienia dodam, ze u gwiazd typu B (10.000K- 28.000K) nie stwierdza się linii spektralnych podwójnie zjonizowanego helu. Temperatura gwiazd typu B nie wystarcza do zajścia tego procesu. Za to obserwujemy linie helu zjonizowanego pojedynczo: He+.
W Naosie proces deelektronizacji helu przebiega nastepująco:
He –ΔT–> He2+ + 2e–
Narodziny gwiazdy i dalsze jej losy:
Naos znajduje się w Mgławicy Guma, która rozpościera się na obszarze dwóch południowych konstelacji: Rufy oraz Żagla. Zeta Puppis rozświetla swym niebieskim blaskiem materię wielkiej mgławicy dyfuzyjnej, stanowiącej pozostałość po wybuchu supernowej.
Naos jest interesującym przykładem gwiazdy, która została z ogromną prędkością uwolniona w przestrzeń z miejsca swojego powstania. Prędkość ta była bliska 100 km/s. Gwiazda rotuje nadzwyczaj szybko, z prędkością około 220km/s (wartość na równiku). Jest to aż 100x szybkiej niż w przypadku Słońca.
Zeta Puppis powstała 2,5 miliona lat temu w gromadzie otwartej Trumpler 10. Naos znajduje się obecnie w odległości blisko 400 lat świetlnych od niej.
Obserwacje:
Naos jest niestety niewidoczny z większości terenów Polski. Jedynie na skrajnie południowych obszarach można go zaobserwować zimą, zaledwie niecały stopień nad horyzontem.
Źródło:
- Kida „Klasyfikacja gwiazd zmiennych”, „Proxima”, sierpień 2015.
- P. Snow, G.A. Wegner, P. Kunasz, „Variations in the mass flow from Zeta Puppis”
- Sota, J.M. Apellaniz, N.P. Walborn, E.J. Alfaro, R.H. Barba, N.I. Morell, R.C. Gamen, J.I. Arias, „The Galactic O-Star spectroscopic Survey. Classification System and bright Northen Stars in the blue-Violet at R2500”, 2011.
- Ze strony Jima Kallera, profesora astronomii z Uniwersytetu w Ilinois.
