Najjaśniejsze gwiazdy we Wszechświecie — czy zastanawialiście się kiedyś, które gwiazdy świecą najjaśniej? We Wszechświecie? Na naszej półkuli w trakcie nocy? Postaramy się odpowiedzieć na te i inne pytania dotyczące najjaśniejszych ciał niebieskich.
Najjaśniejsza gwiazda widziana z Ziemi
Znajdując się w galaktyce Drogi Mlecznej mamy możliwość obserwacji jedynie niewielkiego wycinka kosmosu, w tym prawdopodobnie około 400 mld gwiazd. Najjaśniejsza gwiazda, jaką możemy obserwować z Ziemi, jest Syriusz.
Syriusz znajduje się w gwiazdozbiorze Wielkiego Psa. Od naszego Słońca oddalony jest o 8,6 roku świetlnego. Podróż w jego stronę zajęłaby przy użyciu współczesnych środków napędu około 300 tys. lat. Jasność obserwowana Syriusza wynosi -1,44 magnitudo, czyli 25,84 jednostek jasności Słońca (luminosity, L). Oznacza to, że Syriusz świeci niemal 26 razy jaśniej od Słońca (1 L to jasność Słońca). Emituje biało-niebieskie światło, ale postrzeganie jego barwy zależne jest od miejsca obserwacji — oglądany nisko nad horyzontem może wydawać się czerwony.
Znaczna różnica w jasności nie przekłada się jednak wprost na różnicę w rozmiarach. Syriusz jest większy od naszej gwiazdy 1,7 razy i nieco ponad dwukrotnie masywniejszy. Temperatura panująca na jego powierzchni wynosi około 10 000 ℃. Dla porównania powierzchnia Słońca rozgrzana jest do około 5500℃. Tak jak w przypadku każdej gwiazdy, im bliżej jądra tym goręcej.
Co ciekawe Syriusz nie jest pojedynczym obiektem – to układ podwójny. Składają się na niego widoczny z Ziemi Syriusz A oraz niedostrzegalny, mniejszy Syriusz B.
Większy z obiektów jest gwiazdą młodą. Jej wiek to około 250 mln lat (Słońce ma około 4,6 mld lat). Towarzyszący mu Syriusz B jest białym karłem, czyli gwiazdą, która wyczerpała zapas paliwa potrzebny do fuzji jądrowej. Nie mogąc utrzymać warstw zewnętrznych, obiekt wyrzuca je w przestrzeń kosmiczną. Z gwiazdy pozostaje wyłącznie jądro o ogromnej gęstości.
Syriusz B okrąża większego partnera po orbicie w kształcie elipsy. Pełny cykl zajmuje mu 50 lat. Białe karły emitują bardzo mało światła. O ile więc Syriusz A znany jest od starożytności, o tyle mniejsze z ciał zostało odkryte dopiero w 1862 roku. Mimo że jego rozmiar jest zbliżony do wielkości kuli ziemskiej, to jego powierzchnia jest znacznie gorętsza niż Syriusza A. Panuje na niej temperatura około 24 000℃.
Być może jest to układ potrójny. Zaburzenia orbit gwiazd A i B mogą wskazywać na trzecie, niewidoczne ciało niebieskie. Na razie jednak nie udowodniono istnienia Syriusza C.
Nazwa Syriusz w klasycznej grece oznacza „ognisty, gorący”. Jest także imieniem pochodzącego z mitologii greckiej psa należącego do Oriona, olbrzyma o niecnym charakterze.
Najjaśniejsza gwiazda północnego nieba
Syriusz to gwiazda najjaśniejsza. Jest też największą gwiazdą południowego nieba. Jego odpowiednikiem na północnym nieboskłonie jest Arktur.
Arktur jest najjaśniejszą gwiazdą konstelacji Wolarza. Znajduje się w odległości 36,7 lat świetlnych od Ziemi. Jest znacznie starszy od liczącego 4,6 mld lat Słońca. Jego wiek szacuje się na 5,9 – 8,6 mld lat. Nie jest już gwiazdą ciągu głównego, czyli taką, która jest w okresie dojrzałym. Arktur to czerwony olbrzym, obiekt w końcowym stadium swojego istnienia. W jego wnętrzu zakończyła się już synteza wodoru w hel charakteryzująca gwiazdę będącą w stabilnym stanie ciągu głównego. Arktur syntezuje coraz cięższe pierwiastki, obecnie prawdopodobnie węgiel. W przyszłości odrzuci swoje zewnętrzne warstwy, stając się białym karłem.
Jasność obserwowana Arktura wynosi -0,05 magnitudo (170 L), co przekłada się na 170 razy wyższą od Słońca jasność. Dużą część promieniowania emituje jednak w podczerwieni, co powoduje, że w zakresie światła widzialnego jasność Arktura jest niższa, sięgając wartości 110 L.
Temperatura na jego powierzchni wynosi około 4 000 ℃. Stadium czerwonego olbrzyma przekłada się na znaczne zachwianie proporcji wielkości gwiazdy do jej masy. Masa Arktura to 1,08 masy Słońca, podczas gdy średnica jest 25 razy większa, mierząc 35 mln km.
Sprawdź: Pulsary, czyli gwiazdy neutronowe – czym są? Co dało ludziom obserwowanie pulsarów?
Gwiazda ta znana jest od starożytności. W zależności od kultury nadawano jej różne nazwy, np. Da Jiao (Wielki Róg) w Chinach czy Uttuqalualuk (Stary Człowiek) u Innuitów. W Europie nazwaną ją Arktouros, co w starożytnej grece oznacza „opiekun niedźwiedzia”. Nazwa ta odnosi się do ruchu Arktura. Na nieboskłonie wydaje się on podążać za gwiazdozbiorem Wielkiej Niedźwiedzicy. Arktur jest też nazwą oficjalną. Została zatwierdzona przez Międzynarodową Unię Astronomiczną w 2016 roku.
Najjaśniejsza gwiazda według jasności absolutnej
Wśród miliardów gwiazd znaleźć można prawdziwe olbrzymy. Jedna z najmasywniejszych znanych gwiazd to R136a1. Obiekt ten jest częścią gromady R136 złożonej z ośmiu ciał niebieskich. Położona jest w gwiazdozbiorze Złotej Ryby w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce będącej satelitą Drogi Mlecznej. Od Ziemi dzieli ją 163 000 lat świetlnych.
Pierwsze badania jasności ciał niebieskich z tamtego obszaru miały miejsce w 1960 roku. Po kilkudziesięciu latach badań, w 2010 roku grupa naukowców pod przewodnictwem Paula Crowthera z Sheffield University w Wielkiej Brytanii wykonała dokładne pomiary najjaśniejszych gwiazd gromady. Rekordowe wartości należą do R136a1.
Tak jak pozostałe obiekty z tej gromady, R136a1 jest młodą gwiazdą. Jej wiek to 1,5 – 2 mln lat. Jej początkowa masa była większa od Słońca 320 razy. Z powodu intensywnych wiatrów gwiazdowych szybko traci swoją masę. Obecnie jest 265 razy większa od naszej gwiazdy. Jasność absolutna R136a1 wynosi – 8,09 magnitudo (166 000 L). Innymi słowy, świeci 166 000 razy mocniej od Słońca.
Ekstremalne są też inne wartości. Temperatura powierzchni R136a1 rozgrzana jest do niemal 53 000 ℃. Wielkość to 35 promieni Słońca. Tak wielkie gwiazdy nie kończą żywota jako białe karły. Po wyczerpaniu paliwa nuklearnego większość materii zostanie wyrzucona w przestrzeń kosmiczną w eksplozji znanej jako supernowa. Reszta zapadnie się, tworząc czarną dziurę.
W kosmosie istnieją jeszcze jaśniejsze obiekty. W przeciwieństwie do R136a1 są to prawdopodobnie jednak układy, a nie pojedyncze gwiazdy.
Jasność obserwowana a jasność absolutna — różnice
Jak można zauważyć, przy opisie gwiazd stosujemy dwie skale jasności: obserwowaną i absolutną. Podział na dwie wielkości wynika z różnic z odległości.
Jasność obserwowana jest zależna od miejsca przebywania obserwatora. Będzie ona inna patrząc się na gwiazdę z Ziemi, a jeszcze inna, gdy będzie oglądało się z pozostałych miejsc w kosmosie. W przypadku tej wartości za domyślną przyjmuje się jasność obserwowaną z Ziemi.
Jasność absolutna jest używana, gdy nie możemy zbadać ciała niebieskiego z powierzchni naszej planety. Przyjmuje się, że jest to jasność możliwa do obserwacji z odległości 10 parseków od niej.
Ogrom Wszechświata jest niemal niepojęty dla ludzkiego umysłu. Tysiące lat spoglądania na nieboskłon dało odpowiedzi na wiele pytań, stawiając przy tym nowe. Przesuwane są kolejne granice takie jak maksymalna wielkość gwiazd. Czy uda nam się kiedyś odkryć wszystkie tajemnice kosmosu? Być może, lecz nim to nastąpi miną kolejne millenia rozwoju nauki i technologii.
Sprawdź: Duży, większy, ogromy, TON 618 – największa czarna dziura odkryta do tej pory
