Superjättestjärnan CI Cam i stjärnbilden Giraffen omges av ett vidsträckt skal av gas. Denna upptäckt blev en oväntad bonus för astronomen Rob Fesen och hans grupp av amatörastronomer, som med hjälp av små teleskop och stort tålamod egentligen var ute efter att studera supernovarester.

Superjättestjärnor är extrema. Deras massor kan vara kring hundra gånger solens, och de är enorma. En superjätte (till exempel Betelgeuse i Orion) skulle, placerad i solens ställe, kunna svälja Jupiter. Kraftiga stjärnvindar lyfter bort stora mängder gas från superjättestjärnans yttre lager. En typisk livslängd för en superjätte är mindre än 10 miljoner år, ungefär en tusendel av livslängden för en stjärna som solen. En superjätte slutar sitt liv i en supernovaexplosion.

Röntgendubbelstjärna, konstnärlig bild (Wikimedia Commons)
En konstnärlig gestaltning av en dubbelstjärna där den ena komponenten är en vanlig stjärna (höger) som förlorar materia till ett kompakt objekt (vänster), t.ex. ett svart hål eller en neutronstjärna. Materien som samlas runt det kompakta objektet hettas upp och sänder ut röntgenstrålning. En mekanism som denna antas ligga bakom utbrottet som CI Cam hade 1998, men det är inte känt vilken typ av kompakt objekt som CI Cam har till följeslagare. Bild: ESA, NASA, Felix Mirabel (Wikimedia Commons).

I stjärnbilden Giraffen ligger superjättestjärnan CI Camelopardalis, förkortat CI Cam. Det är en blå superjätte, som även strålar i infrarött på ett sätt som pekar på stora mängder stoft runt stjärnan. Ett kraftigt utbrott av röntgenstrålning 1998 avslöjade att CI Cam har en följeslagare, troligen en neutronstjärna eller något annan kompakt stjärnrest.

Röntgenutbrottet skedde troligen då gas från superjätten samlas runt det kompakta objektet, hettas upp och strålar kraftigt i röntgen. Vid utbrottet 1998 ljusnade CI Cam 3,5 magnituder i synligt ljus, och nådde som ljusast magnitud 7 (då synlig i en vanlig fältkikare).

På jakt efter något helt annat

Efter ett samarbete mellan proffsastronomer och amatörer har en ny upptäckt om CI Cam nyligen presenterats, trots att undersökningen egentligen handlade om något helt annat. Astronomen Rob Fesen (Dartmouth College, USA) samarbetade med amatörastronomer i bland annat Tyskland, Frankrike, USA och Marocko för att fotografera gamla supernovarester. Syftet var att ta reda på mer om vad som händer efter tusentals år med det material som en supernova kastar ut i rymden.

G150.3+4.5 (arXiv 2403.00317v2)
Supernovaresten G150.3+4.5 i stjärnbilden Giraffen. Total exponeringstid 46 timmar. I bilden visas ljus från [O III] i blått och H-alfa i rött. Uppe till höger, bredvid de blåa stråk av gas som tillhör supernovaresten, syns CI Cam med det skal av gas som Fesen och hans grupp upptäckte. Skalstocken i nedre vänstra hörnet (märkt 30′) motsvarar fullmånens storlek på himlen. Namnet ”G150.3+4.5” anger på supernovarestens position på himlen angiven i galaktiska koordinater (d.v.s. i förhållande till Vintergatans centrum och skiva). Bild: Fesen et al. (ApJS, 2024), Creative Commons.

Gamla supernovarester har ibland så stor utsträckning på himlavalvet att proffsteleskop inte kan avbilda dem på ett enkelt sätt. Fesens amatörgrupp skred därför till verket med små teleskop och gott om tålamod. Genom filter för H-alfa (rött ljus från väte) och [O III] (blågrönt ljus från syre), med ca tusen timmars sammanlagd exponeringstid, har tolv supernovarester fotograferats. Tre av dem var tidigare okända. CI Cam råkar ligga på samma håll som en av dessa supernovarester (kallad G150.3+4.5) i Giraffen. Bilderna visade något tidigare okänt omkring CI Cam.

En årsring runt en stjärna

Det händer fortfarande att astronomer gör upptäckter genom att helt enkelt betrakta en bild. Fesen och hans medarbetare fick på sina bilder syn på ett tidigare okänt skal av gas runt CI Cam. Stjärnan ligger ca 13 000 ljusår bort och skalets skenbara diameter på himlavalvet motsvarar en verklig diameter på knappt 40 ljusår. Supernovaresten G150.3+4.5 ligger troligen närmare än CI Cam och gasskalet runt stjärnan har antagligen inget att göra med supernovaresten, enligt studien.

CI Cam och SNR (Fesen et al.)
Förstoring (röda rutan) av området runt CI Cam. På bilden till höger ser CI Cam röd ut och omges av det nyupptäckta, något utsträckta skalet av gas. Området som den högra bilden visar är även titelbild högst upp i detta inlägg. Bild: Fesen et al. (RNAAS, 2024), Creative Commons.

I artikeln av Fesen m.fl. anges ingen ålder på så skalet, men det är rimligen flera tusen år gammalt, med tanke på hastigheter typiska för stjärnvindar och utbrott hos superjättestjärnor. Många superjättestjärnor genomgår perioder av kraftigt ökad aktivitet och omges av olika skal av gas, nästan som årsringarna i ett träd. Genom att studera dess gasskal kan vi lära oss mer om hur de allra tyngsta och mest kortlivade stjärnorna beter under sina (jämförelsevis) korta liv. Fesen och hans grupp visar också på hur fruktbart samarbetet mellan proffs och amatörer kan vara.