Denna zooma in på VY Canis Majoris är en kombination av Hubble-bilder och ett konstnärsintryck. Den vänstra panelen är en Hubble-bild i flera färger av den enorma nebulosan av material som kastats av den hyperjätte stjärnan. Denna nebulosa är ungefär en biljon mil tvärs över. Den mittersta panelen är en Hubble-vy i närbild av området runt stjärnan. Den här bilden avslöjar närliggande knutar, bågar, och filament av material som kastas ut från stjärnan när den går igenom sin våldsamma process för att kasta av material i rymden. VY Canis Majoris ses inte i denna vy, men den lilla röda fyrkanten markerar platsen för hyperjätten, och representerar solsystemets diameter ut till Neptunus omloppsbana, som är 5,5 miljarder miles tvärs över. Den sista panelen är en konstnärs intryck av den hypergigantiska stjärnan med stora konvektionsceller och som genomgår våldsamma utstötningar. VY Canis Majoris är så stor att om den ersatte solen, stjärnan skulle sträcka sig över hundratals miljoner mil, till mellan Jupiters och Saturnus banor. Kredit:NASA, ESA, och R. Humphreys (University of Minnesota), och J. Olmsted (STScI)
Förra året, astronomer blev förbryllade när Betelguese, den klarröda superjättestjärnan i stjärnbilden Orion, dramatiskt bleknat, men återhämtade sig sedan. Nedbländningen varade i veckor. Nu, astronomer har vänt siktet mot en monsterstjärna i den angränsande stjärnbilden Canis Major, den stora hunden.
Den röda hyperjätten VY Canis Majoris – som är mycket större, mer massiv, och våldsammare än Betelgeuse – upplever mycket längre tid, svagare perioder som varar i flera år. Nya fynd från NASA:s rymdteleskop Hubble tyder på att samma processer som inträffade på Betelgeuse sker i denna hyperjätte, men i mycket större skala.
"VY Canis Majoris beter sig mycket som Betelgeuse på steroider, " förklarade studiens ledare, astrofysiker Roberta Humphreys vid University of Minnesota, Minneapolis.
Som med Betelgeuse, Hubble-data tyder på svaret på varför den här större stjärnan dimper. För Betelgeuse, dimningen motsvarade ett gasformigt utflöde som kan ha bildat damm, som kort hindrade en del av Betelgeuses ljus från vår syn, skapar dimningseffekten.
"I VY Canis Majoris ser vi något liknande, men i mycket större skala. Massiva utstötningar av material som motsvarar dess mycket djupa blekning, vilket förmodligen beror på damm som tillfälligt blockerar ljus från stjärnan, sa Humphreys.
Den enorma röda hyperjätten är 300, 000 gånger ljusare än vår sol. Om det ersatte solen i vårt eget solsystem, det uppsvällda monstret skulle sträcka sig ut hundratals miljoner mil, mellan Jupiters och Saturnus banor.
"Den här stjärnan är helt fantastisk. Det är en av de största stjärnorna vi känner till - en mycket utvecklad, röd superjätte. Den har haft flera, gigantiska utbrott, " förklarade Humphreys.
Jättebågar av plasma omger stjärnan på avstånd från den som är tusentals gånger längre bort än vad jorden är från solen. Dessa bågar ser ut som solprominenserna från vår egen sol, bara i mycket större skala. Också, de är inte fysiskt kopplade till stjärnan, men hellre, verkar ha kastats ut och flyttar bort. Några av de andra strukturerna nära stjärnan är fortfarande relativt kompakta, ser ut som små knutar och dunkla drag.
I tidigare Hubble-arbete, Humphreys och hennes team kunde avgöra när dessa stora strukturer kastades ut från stjärnan. De hittade datum som sträckte sig över de senaste hundra åren, några så sent som de senaste 100 till 200 åren.
Nu, i nytt arbete med Hubble, forskare löste drag mycket närmare stjärnan som kan vara mindre än ett sekel gamla. Genom att använda Hubble för att bestämma hastigheterna och rörelserna för de närliggande knutarna av het gas och andra funktioner, Humphreys och hennes team kunde datera dessa utbrott mer exakt. Vad de hittade var anmärkningsvärt:många av dessa knutar länkar till flera episoder under 1800- och 1900-talen när VY Canis Majoris bleknade till en sjättedel av sin vanliga ljusstyrka.
Till skillnad från Betelgeuse, VY Canis Majoris är nu för svag för att ses med blotta ögat. Stjärnan var en gång synlig men har dimmats så mycket att den nu bara kan ses med teleskop.
Hyperjätten fäller 100 gånger så mycket massa som Betelgeuse. Massan i några av knutarna är mer än dubbelt så stor som Jupiters massa. "Det är fantastiskt att stjärnan kan göra det, " sade Humphreys. "Ursprunget till dessa episoder med hög massförlust i både VY Canis Majoris och Betelgeuse orsakas förmodligen av storskalig ytaktivitet, stora konvektiva celler som på solen. Men på VY Canis Majoris, cellerna kan vara lika stora som hela solen eller större."
"Detta är förmodligen vanligare hos röda superjättar än vad forskare trodde och VY Canis Majoris är ett extremt exempel, Humphreys fortsatte. "Det kan till och med vara huvudmekanismen som driver massförlusten, vilket alltid har varit lite av ett mysterium för röda superjättar."
Även om andra röda superjättar är jämförbart ljusa och sprutar ut mycket damm, ingen av dem är så komplex som VY Canis Majoris. "Så vad är speciellt med det? VY Canis Majoris kan vara i ett unikt evolutionärt tillstånd som skiljer den från de andra stjärnorna. Det är förmodligen så här aktiv under en mycket kort period, kanske bara några tusen år. Vi kommer inte att se många av dem runt omkring, sa Humphreys.
Stjärnan började livet som en superhet, lysande, blå superjättestjärna kanske så mycket som 35 till 40 gånger vår sols massa. Efter några miljoner år, när vätefusionsförbränningshastigheten i dess kärna förändrades, stjärnan svällde upp till en röd superjätte. Humphreys misstänker att stjärnan kort kan ha återvänt till ett varmare tillstånd och sedan svällt tillbaka upp till ett rött superjättestadium.
"Kanske det som gör VY Canis Majoris så speciell, så extremt, med denna mycket komplexa utmatning, kan vara att det är en röd superjätte i andra steget, " förklarade Humphreys. VY Canis Majoris kan redan ha tappat hälften av sin massa. Istället för att explodera som en supernova, det kan helt enkelt kollapsa direkt till ett svart hål.
Teamets resultat visas den 4 februari, 2021 års upplaga av The Astronomisk tidskrift .
