How big is S Doradus?

S Doradus to masywna, niestabilna gwiazda w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce satelitarnej, która okrąża Drogę Mleczną i leży około 160 000 lat świetlnych od Ziemi. Gwiazda pęcznieje i kurczy się w ciągu lat i dziesięcioleci. W największym rozmiarze S Doradus ma około 530 milionów kilometrów średnicy, czyli mniej więcej 380-krotność szerokości Słońca, i taki rozmiar pokazuje eksplorator. W najmniejszym ma około 140 milionów kilometrów średnicy.

Rozmiar

S Doradus to prototyp, czyli pierwszy znany przykład, jasnych zmiennych niebieskich. Te rzadkie, bardzo jasne gwiazdy przełączają się między gorącym, zwartym stanem a chłodniejszym, rozdętym. W 1995 roku astronom Henny Lamers zbudował model tych zmian i ustalił, że promień gwiazdy waha się od 100 do 380 promieni Słońca. Gdy gwiazda pęcznieje, jej powierzchnia stygnie z około 20 000 do około 9000 kelwinów (stopni liczonych od zera absolutnego).

Ta zmiana jest rzeczywista: rozszerza się i kurczy sama gwiazda, a nie tylko gaz, który od niej ucieka. Jej całkowita moc pozostaje mniej więcej stała i jest około miliona razy większa niż moc Słońca. Ale chłodniejsza gwiazda wysyła większą część energii jako światło widzialne, więc w fazie rozdęcia S Doradus wygląda jaśniej.

Te rozmiary wylicza się na podstawie mocy gwiazdy i temperatury jej powierzchni, a nie mierzy bezpośrednio, więc są to szacunki. Pasują do wzorca innych gwiazd tego rodzaju. Według badania z 2025 roku takie gwiazdy mają w stanie gorącym promień około 50–150 razy większy niż promień Słońca, a w stanie chłodnym 200–500 razy większy.

Porównania rozmiarów

W największym rozmiarze S Doradus jest około 380 razy szerszy niż Słońce. W najmniejszym jest około 100 razy szerszy.
Gdyby S Doradus w największym rozmiarze zajął miejsce Słońca, jego powierzchnia sięgałaby poza orbitę Marsa. W najmniejszym rozmiarze sięgałaby poza średnią odległość Merkurego od Słońca, ale nie dotarłaby do orbity Wenus.
Jego szerokość zmienia się prawie czterokrotnie, więc objętość zmienia się około 55 razy.
W największym rozmiarze S Doradus ma nieco ponad połowę szerokości Antaresa, czerwonego nadolbrzyma.
Gdyby Słońce zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, S Doradus pęczniałby i kurczył się między około 24 a 91 metrów średnicy. W największym rozmiarze miałby ponad cztery piąte długości boiska do futbolu amerykańskiego.

Gwiazda, która dała nazwę klasie

Astronom E. C. Pickering po raz pierwszy zauważył w 1897 roku, że S Doradus zmienia jasność. Podobne gwiazdy odkryto później w Drodze Mlecznej i w innych galaktykach. Przejście od stanu gorącego do chłodnego i z powrotem nadal nazywa się cyklem S Doradus, a „zmienne typu S Doradus” było jedną z kilku nazw tych gwiazd. W 1984 roku astronom Peter Conti połączył je w jedną grupę jako jasne zmienne niebieskie.

Jasne zmienne niebieskie to etap w życiu gwiazd, które narodziły się z masą większą niż około 30 mas Słońca; etap ten cechuje skrajna utrata masy. Gwiazdy te znajdują się blisko zmodyfikowanej granicy Eddingtona, czyli punktu, w którym nacisk światła gwiazdy na jej zewnętrzne warstwy prawie równoważy przyciąganie jej grawitacji. Niewielkie zaburzenie pod powierzchnią może wtedy wywołać pęcznienie i kurczenie się. Gwiazdy tego rodzaju należą do najjaśniejszych niebieskich gwiazd w swoich galaktykach.