Gwiazda gamma Kasjopei (γ Cas) świeci na niebie tak jasno, że można ją dostrzec nieuzbrojonym okiem — stanowi centralny punkt charakterystycznej litery „W” w gwiazdozbiorze Kasjopei, widocznej z Polski przez cały rok. Od ponad pięćdziesięciu lat astronomowie głowili się, dlaczego wysyła w kosmos promieniowanie rentgenowskie o intensywności zupełnie niecharakterystycznej dla gwiazd jej klasy. Teraz, dzięki japońskiemu teleskopowi XRISM, zagadka ta ma wreszcie swoje rozwiązanie.
Gwiazda, która nie pasowała do żadnego schematu
Gamma Kasjopei to gwiazda typu Be — czyli masywna, szybko wirująca gwiazda, która regularnie wyrzuca materię w przestrzeń, tworząc wokół siebie dysk. Jako pierwsza przedstawicielka tej klasy została zidentyfikowana przez włoskiego astronoma Angelo Secchiego w 1866 roku.
Gwiazda ma masę około 19 razy większą od Słońca i jest od niego nawet 65 000 razy jaśniejsza, a oddalona jest od nas o około 550 lat świetlnych. Przez długi czas była ona po prostu wyjątkową osobliwością katalogową — aż do lat 70. XX wieku, gdy odkryto coś, co odtąd spędzało astronomom sen z powiek.
Okazało się bowiem, że gamma Kasjopei emituje silne promieniowanie rentgenowskie wysokich energii, szacowane na 40-krotność tego, co jest typowe dla masywnych gwiazd. Plazma źródłowa musiałaby mieć temperaturę rzędu 150 milionów stopni Celsjusza. Skąd taka ekstremalna energia?
Dwie teorie i pół wieku sporów
Przez dziesięciolecia ścierały się dwie główne hipotezy. Pierwsza zakładała, że promieniowanie rentgenowskie powstaje na skutek oddziaływania lokalnych pól magnetycznych gwiazdy z otaczającym ją dyskiem wyrzuconej materii. Druga mówiła, że to materia z dysku spada na niewidocznego towarzysza — białego karła — i to właśnie ten proces generuje ekstremalną emisję. Przez lata żadna z teorii nie zdobyła ostatecznej przewagi, bo żaden dostępny instrument nie był dość precyzyjny, by rozstrzygnąć spór.
Sytuację zmieniła misja XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) — wspólne przedsięwzięcie japońskiej agencji JAXA z udziałem ESA i NASA. Sercem teleskopu jest spektrometr Resolve — mikrokalorymetr o bezprecedensowej precyzji, który rewolucjonizuje astronomię wysokich energii.
Winowajca: niewidzialny biały karzeł
Zespół prowadzony przez Yaël Nazé z Uniwersytetu w Liège przeprowadził trzy sesje obserwacyjne — w grudniu 2024 roku oraz w lutym i czerwcu 2025 roku — pokrywając pełny cykl orbitalny układu, wynoszący 203 dni.
Wynik był jednoznaczny. Widma ujawniły, że sygnatura gorącej plazmy emitującej promieniowanie rentgenowskie zmienia prędkość między obserwacjami zgodnie z ruchem orbitalnym towarzysza — białego karła — a nie samej gwiazdy typu Be. To pierwsze bezpośrednie dowody na to, że ultra-gorąca plazma odpowiedzialna za promieniowanie rentgenowskie jest związana z kompaktowym towarzyszem, nie z gwiazdą typu Be.
Biały karzeł ma masę zbliżoną do masy Słońca i obiega γ Cas z okresem 203,5 dnia. Pomiary sugerują przy tym, że jest to magnetyczny biały karzeł — co wyklucza część wcześniejszych modeli i wskazuje na szczególny mechanizm akrecji, w którym pole magnetyczne kieruje strumieniami opadającej materii.
Prototyp nowej klasy układów
Odkrycie ma znaczenie nie tylko dla γ Cas. Astronomowie znają już ponad 20 gwiazd o podobnej emisji rentgenowskiej, tworzących tak zwaną rodzinę obiektów typu gamma Cas. Teraz wiemy, że są to układy podwójne typu Be + biały karzeł, w których towarzysz pochłania materię z dysku gwiazdy głównej.
Dotychczas sądzono, że pary gwiazda + biały karzeł powinny być częste głównie wśród gwiazd o małej masie. Tymczasem obiekty typu gamma-Cas to niemal wyłącznie masywne gwiazdy Be — co kłóci się z dotychczasowymi modelami ewolucji układów podwójnych i wymaga ich rewizji.
Teraz, gdy znamy prawdziwą naturę gamma-Cas, możemy tworzyć modele specjalnie dla tej klasy układów i zaktualizować nasze rozumienie ewolucji gwiazd podwójnych — komentuje Nazé, dodając: Kluczem jest zrozumienie, w jaki sposób dokładnie przebiegają oddziaływania między dwiema gwiazdami.
Wyniki badań opublikowano 24 marca 2026 roku w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Źródła:
🔵 GŁÓWNE:
- ESA Press Release
- Nazé Y. et al., Astronomy & Astrophysics (2026), DOI: 10.1051/0004-6361/202558284
- ScienceDaily / University of Liège
Kontekstowe:
Opracowanie: Agnieszka Nowak
