Promjenljiva zvijezda SS Labuda (SS Cygni) pripada skupini patuljastih novih kod kojih, nekoliko puta u godini, nastaju iznenadni porasti sjaja s amplitudom i do šest prividnih veličina. U posljednjih dvadeset godina autor članka je u sklopu programa AAVSO izvršio preko 3000 fotometrijskih opažanja SS Labuda, najspektakularnijeg predstavnika te vrste promjenljivica.

U raznolikom carstvu zvijezda promjenljiva sjaja, kataklizmičke promjenljive zvijezde pojavljuju se u nekoliko osnovnih oblika kao: nove, povratne nove, patuljaste nove... Neobična promjenljiva zvijezda SS Labuda pripada skupini patuljastih novih tipa U Blizanca (U Geminorum). Premda su te promjenljivice u srodstvu s novim zvijezdama, mnogim svojim osobnostima pokazuju pripadnost samostalnoj klasi kataklizmičkih promjenljivih zvijezda. O novima i novima sličnim zvijezdama pisali smo u Astronomiji broj 23.

Najpopularnija promjenljivica

Do naših dana poznato je više od 250 promjenljivih zvijezda tipa U Blizanaca, a za sve njih karakteristična su iznenadna povećanja sjaja s amplitudom od 2 do 3, a nerijetko i 5 do 6 magnituda (tab. 1.). Povećanja sjaja pojavljuju se ciklički, znači u polupravilnim vremenskim razmacima, tako da ih nije moguće predvidjeti. Dugogodišnja promatranja su pokazala da amplituda porasta sjaja ovisi o dužini trajanja ciklusa - veća je što je ciklus duži. Ovisno o promjenljivici ciklusi variraju između deset i nekoliko stotina dana.

Tab. 1. Patuljaste nove (u maksimumu sjajnije od 11,3 mv)

Od patuljastih novih među promatračima sa sjevernih geografskih širina nesumnjivo najpopularnija je zvijezda SS Labuda (sl. 1.), koju je sa Harvarda 1896. godine otkrila Louisa D. Wells. U sklopu programa AAVSO - The American Association of Variable Star Observer's gdje se kontinuirano prati SS Labuda od osnivanja organizacije 1911. godine; već više od dvadeset godina sustavno promatram patuljaste nove i druge promjenljive zvijezde. U tom razdoblju izvršio sam preko 3000 vizualnih i CCD opažanja SS Labuda, što je po broju promatranja i dugotrajnosti praćenja jedne promjenljivice svojevrsni rekord u AAVSO. Osnovni zadatak je što točnije odrediti sjaj promjenljive zvijezde u trenutku promatranja, i to usporedbom sjaja promjenljivice s poredbenim zvijezdama stabilnog sjaja u neposrednoj blizini.

Sl. 1. Slavna promjenljivica SS Labuda u minimumu sjaja (označena strelicom) i u maksimumu jula 1960. Fotografije su snimljene s 33-centimetarskim teleskopom opservatorija Lowell.

U vrijeme minimalnog sjaja SS Labuda ima prosječno 12,1 magnitudu. U razmacima, koji variraju između 30 i 90 dana, za samo dva do tri dana sjaj zvijezde se poveća do 8,2 magnitude (sl. 2.). Iz sveukupnih mjerenja određena je srednja dužina ciklusa od 52 dana, s time da se od 1992. opažaju nešto dulji ciklusi. Osim kratkih maksimuma čija širina mjerena na nivou 10 magnitude ne prelazi 7 - 8 dana, uočljivi su i široki maksimumi u trajanju 15 - 17 dana. Zapažena je naizmjeničnost ponavljanja kratkih i dužih maksimuma. Uz karakteristične maksimume s naglim porastom sjaja i njegovim postupnim padom, opažena je i pojava sporadičnih «anomalnih» maksimuma karakterističnih po svojoj simetričnoj formi.

Kliknite na grafik Sl. 2. Krivulja sjaja SS Labuda dobivena na osnovi promatranja koja je u razdoblju od 1984. - 1994. izvršio autor članka. Na vertikalnu os nanesen je sjaj promjenljivice u vizualnim magnitudama (mv), a na horizontalnu vrijeme u Julijanskim danima.

Osim sjaja kod SS Labuda mijenja se i njen pekulijarni spektar. Za vrijeme minimuma odgovara spektralnoj klasi G s temperaturom od 4500 K, u maksimumu postaje sličan klasi A0 s površinskom temperaturom između 12 000 i 15 000K. Tako velike promjene u spektru postale su jasnije nakon otkrića da su sve kataklizmičke promjenljivice zapravo tijesni dvojni sustavi sastavljeni od raznolikih komponenata. Spektralna dvojnost prva je opažena upravo kod SS Labuda, na opservatoriju Mt. Wilsonu 1956. godine.

Jedna komponenta sustava je žućkasti subpatuljak spektralnog tipa dG5, a druga plavičasta zvijezda zapravo je vrući bijeli patuljak klase sdBe. Orbitalni period sustava je 0,276244 dana ili malo iznad 6 ½  sati. To pokazuje da su komponente malih razmjera i da rotiraju gotovo u kontaktu.

Novija istraživanja dokazuju kako promjer žućkaste zvijezde nije veći od 0,9 Sunčeva s gustoćom od oko 3,5 kilograma na kubični decimetar, promjer bijelog patuljka manji je od 0,1 Sunčeva promjera a gustoća čak 95 000 kilograma na kubični decimetar! Gustoća vode je kilogram na kubični decimetar. Udaljenost između komponenti nije veća od 150 000 kilometara.

W. J. Luyten je 1965. godine izmjerio vlastito gibanje SS Labuda od 0,12 lučnih sekundi. Mjerenja paralakse pokazuju da je sustav udaljen od nas 90 - 100 svjetlosnih godina. Apsolutna magnituda sustava u minimumu je +9,5 ili 0,0145 Sunčeva sjaja a u maksimumu +5,6 magnituda odnosno 0,5236 Sunčeva sjaja. Manja komponenta sustava ima apsolutnu magnitudu manju od 10.

Interaktivni dvojni sustav

Temeljem spektralnih i fotometrijskih istraživanja izrađen je model dvojnog sustava SS Labuda (sl. 3.). Kompaktna zvijezda - bijeli patuljak svojom moćnom gravitacijskom silom privlači tvar sa svoje pratilice koja je zbog toga deformirana. Njena površina ima oblik Rocheove plohe (Roche lobe) s nosom okrenutim prema bijelom patuljku. Tvar koja dotiče nakuplja se oko bijelog patuljka u akrecijskom disku. Na mjestu gdje se hladna plinska struja velikom brzinom sudara s akrecijskim diskom, povisuje se temperatura i nastaje takozvana vruća točka (hot spot) promjenljiva sjaja u ovisnosti o dotoku plina. Smatra se da eksplozivna povećanja sjaja zvijezde nastaju kao posljedica procesa koji se događaju u akrecijskom disku. Prema tome ono što mi vidimo za vrijeme povećanja sjaja promjenljivice nije zvijezda već njezin akrecijski disk (sl. 4.).

Kliknite na ilustracije Sl. 3. Umjetnička vizija dvojnog sustava SS Labuda. Bijeli patuljak velike gustoće na sebe privlači plin veće hladnije zvijezde. Potok plinova oko bijelog patuljka formira spiralni vrtlog - akrecijski disk. Na mjestu gdje se plinska struja sudara s akrecijskim diskom, povisuje se temperatura i nastaje vruća, sjajna pjega promjenljiva sjaja. Ilustracija: Institut für Astronomie und Astrophysik, Tübingen, Germany.

Sl. 4. Pogled na akrecijski disk. Ilustracija: Don Dixon.

Zbog nepredvidivog ponašanja promjenljivicu SS Labuda treba promatrati svake vedre noći. U razdoblju kad je zvijezda aktivna ocjene sjaja se donose svakih 15 - 30 minuta tijekom cijele noći. Na sl. 5.a i b. su standardne «c» i «d» karte okoline SS Labuda gdje su date i neke sjajnije zvijezde koje nije teško pronaći pa se na osnovu njih može naći promjenljivica. Na ovim kartama su također označene i poredbene zvijezde. Cijelu kolekciju karti za SS Labuda možete preuzeti sa www.aavso.org/observing/charts/ najnovija mjerenja sjaja dostupna su pomoću AAVSO generatora krivulja sjaja na www.aavso.org/data/lcg

Sl. 5.a i b. Standardne AAVSO «c» i «d» karte okolice SS Labuda. Sjajevi poredbenih zvijezda su u desetinkama magnitude.

Literatura: