Тайные объятия звезд, раскрытые телескопом Alma

Когда команда астрономов с помощью телескопа Alma исследовала 15 необычных звезд, они с изумлением обнаружили, что все они недавно прошли еще плохо изученную фазу поглощения.

Открытие обещает придать новое представление о самых драматических явлениях на небе, а также о жизни, смерти и возрождении среди звезд, рассказывают в Технологическом университете Чалмерса (Швеция).

В отличие от нашего Солнца, большинство звезд живут с компаньоном. Иногда они сближаются настолько, что одна поглощает другую – с дальновидными последствиями.

Используя гигантский телескоп Alma в Чили, команда ученых под руководством Технологического университета Чалмерса изучила 15 необычных звезд в нашей галактике Млечный Путь, находящихся ближе всего на расстоянии 5000 световых лет от Земли. Их измерения показывают, что все эти звезды двойные, и все недавно пережили редкую фазу, которая плохо изучена, но, как полагают, приведет ко многим другим астрономическим явлениям. Их результаты были опубликованы в научном журнале "Nature Astronomy".

Направляя антенны Alma на каждую звезду и измеряя свет от разных молекул вблизи каждой звезды, исследователи надеялись найти ключи к их истории. Эти звезды, названные "водными фонтанами", были известны астрономам из-за интенсивного света от молекул воды, производимого чрезвычайно плотным и быстро движущимся газом.

Расположенный на высоте 5000 м над уровнем моря в Чили, телескоп Alma чувствителен к свету с длиной волны около одного миллиметра, невидимого для человеческого глаза, но идеально подходящего для того, чтобы смотреть сквозь слои пылевые межзвездные облака Млечного Пути на окутанные пылью звёзды.

«Нас заинтересовали эти звезды, потому что они, похоже, выбрасывают в космос большое количество пыли и газа, некоторые в виде струй со скоростью до 1,8 миллиона километров в час. Мы думали, что сможем найти подсказки о том, как были созданы эти струи, но мы нашли гораздо больше», – говорит Тео Хури, первый автор нового исследования.

Звезды теряют до половины общей массы

Ученые использовали телескоп для измерения сигнатур молекул окиси углерода (CO, угарный газ) в свете звезд и сравнили сигналы разных атомов (изотопов) углерода и кислорода. В отличие от сестринской молекулы углекислого газа (CO2), окись углерода относительно легко обнаружить в космосе и она является любимым инструментом для астрономов.

«Благодаря изысканной чувствительности Alma мы смогли обнаружить очень слабые сигналы от нескольких различных молекул в газе, выбрасываемом этими звездами. Когда мы внимательно посмотрели на данные, мы увидели детали, которые действительно не ожидали увидеть», — говорит Тео Хури.

Наблюдения подтвердили, что все звезды сдули свои внешние слои. Но пропорции разных атомов кислорода в молекулах показали, что звезды в другом отношении не столь экстремальны, как казалось, объясняет член команды Воутер Флеммингс, астроном Технического университета Чалмерса.

«Мы поняли, что эти звезды начали свою жизнь с такой же массой, что и Солнце, или только в несколько раз больше. Теперь наши измерения показали, что они выбросили до 50% своей общей массы только за последние несколько сотен лет. Что-то с ними, видимо, произошло действительно драматическое», – говорит он.

Короткая, но интимная фаза

Почему такие маленькие звезды так быстро потеряли такую ​​массу? Все улики указывают на одно объяснение, пришли к выводу учёные. Все они были двойными звездами, но все они только что прошли через фазу, когда две звезды имели одну и ту же атмосферу — одна звезда полностью объята другой.

«На этой фазе две звезды вращаются вместе в своего рода коконе. Эта фаза, которую мы называем фазой "общей оболочки", на самом деле коротка и длится всего несколько сотен лет. С астрономической точки зрения, она заканчивается в мгновение ока», — говорит член команды Дэниел Тафоя из Технологического университета Чалмерса.

Большинство звезд в двойных системах просто вращаются вокруг общего центра масс. Однако исследуемые звезды разделяют ту же атмосферу. Это может изменить жизнь звезды и даже привести к полному слиянию звезд.

Подсказки на будущее

Ученые считают, что подобный интимный эпизод может привести к некоторым из наиболее поразительных явлений на небе. Понимание того, как это происходит, может помочь ответить на некоторые из самых больших вопросов астрономов о том, как живут и умирают звезды, объясняет Тео Хури.

«Что происходит, чтобы вызвать взрыв сверхновой? Как черные дыры сближаются так, чтобы столкнуться? Что создает красивые и симметричные объекты, называемые планетарными туманностями? Астрономы в течение многих лет подозревали, что общие оболочки являются частью ответов на подобные вопросы. Теперь у нас есть новый способ изучения этой важной, но таинственной фазы», ​​– говорит он.

Понимание фазы общей оболочки также поможет ученым изучить, что произойдет в очень далеком будущем, когда Солнце также станет большей, холодной звездой — красным гигантом — и поглотит наиболее глубокие планеты.

«Наше исследование поможет нам понять, как это может произойти, но это дает мне другую, более обнадеживающую перспективу. Когда эти звезды обнимаются, они посылают пыль и газ в космос, которые могут стать ингредиентами для будущих поколений звезд и планет, а вместе с тем потенциалом для новой жизни», - говорит Дэниел Тафоя.

Поскольку 15 звезд, похоже, развивающиеся в человеческом масштабе времени, команда планирует продолжать наблюдение за ними с помощью Alma и других радиотелескопов. С помощью будущих телескопов обсерватории SKA (Радиоантена площадью в квадратный километр) они надеются изучить, как звезды формируют свои струи и изменяют свое окружение. Они тоже надеются найти их больше — если таковые есть.

«На самом деле, мы думаем, что известные "водяные фонтаны" могут быть едва ли не единственными системами такого рода во всей нашей галактике. Если это правда, то эти звезды действительно являются ключом к пониманию самого удивительного, чудесного и важного процесса, который две звезды могут почувствовать в своей совместной жизни», – заключает Тео Хури.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.