Kollased hüperhiiud elavad lühikest, ent tempokat elu
Kollased hüperhiiud on Päikesest kordi suuremad tähed. Need elavad suhteliselt lühikest aega, kuid mõjutavad selle aja jooksul kiirete järskude sündmustega kogu galaktikat. Kollaste hüperhiidude paremaks mõistmiseks tasub nende värvikas elulugu kirja panna. Loe Novaatorist Tartu Ülikooli astronoomia nooremteaduri Anni Kasikovi kolme minuti loengut.
Ma uurin massiivseid tähti, mis on meie Päikesest kümneid kordi massiivsemad ja 1000 korda suuremad. Selliste massiivsete tähtede elu on väga sündmusterohke ja lühike – need elavad kõigest mõned miljonid aastad.
Inimese elueaga võrreldes on ka miljon aastat siiski üüratult pikk aeg. Me näeme vaid silmapilku ühe tähe elus ja üritame selle ühe hetke põhjal kirjeldada, mis võis juhtuda selle tähega minevikus ja mida võiks tuua talle tulevik. See on nagu kirjutada kellegi elulugu, kellega oled kokku puutunud vaid ühe sekundi.
Tõraveres uurime väga erilist tüüpi massiivseid tähti, mida nimetatakse kollasteks hüperhiidudeks. Need tähed on jõudnud väga haruldasse evolutsioonietappi ja teame meie galaktikas kõigest tosinat sellist tähte.
Ometi võivad nendes tähtedes toimuvad protsessid mõjutada kogu galaktika arengut. Nimelt on kollased hüperhiiud väga ebastabiilsed ja nende seisund võib järsult muutuda vaid loetud aastatega.
Nende tähtede väliskihid pulseerivad ja toimuvad ulatuslikud konvektiivsed liikumised. Tähe atmosfääri ebastabiilsus võib vallandada plahvatusliku aine väljapurske, mille tagajärjel paiskub tähe väliskihtidest ainet kosmosesse. Sellest väljapaisatud ainest võib tähe ümber tekkida ulatuslik udukogu.
Massiivsete tähtede evolutsiooni uurimisel on mitmeid lahtisi küsimusi. Miks mõned massiivsed tähed muutuvad selliseks äärmuslikuks kollaseks hüperhiiuks ja mis võiks nendest tähtedest saada tulevikus? Nendele küsimustele vastuste otsimine ongi minu doktoritöö teema.
Kes muutub kuumemaks, kes tuhmimaks
Kollaste hüperhiidude uurimiseks kogume andmeid teleskoopidelt nii Eestis, Tõraveres kui ka mujal maailma suurtes observatooriumites: näiteks Kanaari saartel ja Tšiilis.
Muu hulgas oleme pikalt uurinud ühte kollast hüperhiidu V509 Cas. 1970. aastatel mõõdeti selle tähe pinnatemperatuuriks umbes 5000 kraadi, kuid 1990. aastate lõpuks oli tähe temperatuur tõusnud 8000 kraadini. Selline ligi 3000-kraadine tõus tähe pinnatemperatuuris ei ole tavapärane, vaid viitab ulatuslikele muutustele kas tähte ümbritsevas keskkonnas või tähes endas.
Alates 2000. aastate algusest on V509 Cas olnud ka ootamatult stabiilses olekus. Viimases uuringus sai kinnitust, et tähe ümber on tekkinud kettalaadne struktuur, mida on varasemalt leitud hoopis kuumemat tüüpi tähtede ümber. Ühe selgitusena on võimalik, et V509 Cas on lõpetamas oma kollase hüperhiiu arengujärku ja on arenemas sealt edasi kuumemaks täheks.
Praegu hoiame silma peal ühel noorel hüperhiiul nimega RW Cep. Alles eelmisel aastal toimus sellest ulatuslik aine väljapurse ja tähe heledus langes järsult. See sündmus oli mõneti sarnane sellele, mis juhtus hiidtähega Betelgeus 2019. aastal, kuid palju ulatuslikum nii kestuselt kui ka väljapaisatud aine hulga poolest. Erinevalt Betelgeusest pole ka ootust, et RW Cep varsti supernoovana plahvataks. Vastupidi, see täht võib olla alles oma kollase hüperhiiu arengujärgu alguses ja selliseid mahukaid aine väljapurskeid võib tulla tulevikus veelgi.
Meie uurime selle aine väljapurske füüsikalisi põhjuseid. Meid huvitab, milline on tähe atmosfääri dünaamika nii aine väljapurske ajal kui ka selle järel ja kuidas on see mõjutanud tähte ümbritsevat keskkonda.
Kollaseid hüperhiide uurides näeme järske muutusi tähtedes inimese eluea jooksul. Põhjused, miks sellised ulatuslikud aine väljapursked tekivad, ei ole selged. Selgitustena on pakutud aastate jooksul nii pulsatsioone, konvektsiooni, tähetuult kui ka magnetvälju, kuid ükski neist protsessidest ei ole seni pakkunud piisavalt head lahendust.
On selge, et sellised massiivsed ebastabiilsed tähed määravad neid ümbritseva keskkonna arengut ja nende elu mõjutab kogu galaktika kujunemist. Ainus võimalus tähtede evolutsiooni paremaks mõistmiseks on teha rohkem vaatlusi, mille põhjal saame täiendada oma füüsikalisi mudeleid tähtedes toimuvatest protsessidest.
Sisuliselt paneme kirja nende tähtede elulugu ja kirjeldame sündmusi, mis leiavad aset sellistes massiivsetes tähtedes enne, kui need lõpetavad oma elu supernoovaplahvatuse tulevärgis.
Anni Kasikov osales ettekandega „Kollased hüperhiiud – plahvatuslikult muutlikud tähed” konkursi „Teadus kolme minutiga” Tartu Ülikooli eelvoorus.
