Gwiazda Wolfa-Rayeta

Gwiazdy Wolfa-Rayeta (gwiazdy WR) – duże i bardzo gorące gwiazdy charakteryzujące się występowaniem szerokich linii w widmach emisyjnych, obecnych zamiast wąskich linii absorpcyjnych, typowych dla zwykłych populacji gwiazdowych. Tłumaczy się to przyjmując, że gwiazdy te mają bardzo rozległą i rozrzedzoną powłokę gazową, rozszerzającą się z dużą prędkością (od 1000 do 3000 km/s). Hipoteza ta została sformułowana przez kanadyjskiego astronoma C.S. Bealsa oraz niezależnie od niego amerykańskiego astronoma Menzela.

Pierwsze gwiazdy tego typu zostały odkryte w 1867 roku przez francuskich astronomów Charles’a Wolfa i Georges’a Rayeta, którzy zaobserwowali trzy nietypowe gwiazdy w konstelacji Łabędzia. Były to HD 191765 (WR 134, typ WN6), HD 192103 (WR 135, typ WC8) i HD 192641 (WR 137, typ WC7+O9)^[1].

Gwiazdy Wolfa-Rayeta zalicza się do gwiazd o największej światłości, bowiem ich absolutne wielkości gwiazdowe oceniane są na –4^m do –8^m. Ich średnice są około dwóch razy większe od średnicy Słońca, masa ponad 20 razy większa. Temperatura ich powierzchni wynosi od 25 000 do 50 000 K^[2].

Znanych jest kilkaset gwiazd Wolfa-Rayeta w naszej Galaktyce oraz ponad tysiąc w innych galaktykach należących do Grupy Lokalnej^[3]. Zaliczane są one do typu widmowego WN, WC i WO, a w ich widmie nie obserwuje się linii wodoru. Linie emisyjne gwiazd typu WN są zdominowane przez hel i azot, gwiazd typu WC przez węgiel i hel, a gwiazdy typu WO przez tlen, węgiel i hel.

Jak zaproponował po raz pierwszy w 1943 roku George Gamow, ten nietypowy skład chemiczny musi być wynikiem obecności produktów reakcji jądrowych w atmosferach gwiazd. Typ WN wykazuje obecność produktów cyklu CNO, zaś produkty reakcji trzy alfa są widoczne w widmach gwiazd typu WC. Ostateczne dowody obserwacyjne hipotezy, że mamy tu do czynienia z jednym z końcowych etapów ewolucyjnych masywnej gwiazdy, zostały opublikowane pod koniec XX wieku^[4].

Ponad połowa znanych gwiazd Wolfa-Rayeta występuje w układach podwójnych z gwiazdami typu O lub B.

Jedna z teorii mówi, że gwiazdy WR to ogromne gwiazdy niedługo przed wybuchem supernowej. W 2013 roku po raz pierwszy bezpośrednio udało się powiązać wybuch supernowej typu IIb (SN 2013cu w galaktyce UGC 9379) z rozerwaniem gwiazdy Wolfa-Rayeta^[5].