Отримано найчіткіше зображення наймасивнішої з відомих у Всесвіті зірок

Використовуючи можливості 8,1-метрового телескопа Джеміні-Південь, астрономи отримали найчіткіше зображення зірки R136a1, наймасивнішої з відомих зірок у Всесвіті. Дослідження кидає виклик нашому розумінню наймасивніших зірок і передбачає, що вони можуть бути не такими масивними, як вважалося раніше.

Астрономам ще належить повністю зрозуміти, як утворюються наймасивніші зорі, маса яких більш ніж у 100 разів перевищує масу Сонця. Особливо складною частиною цієї головоломки є отримання спостережень цих гігантів, які зазвичай мешкають у густонаселених серцях оповитих пилом зоряних скупчень. Зорі-гіганти також живуть швидко та вмирають молодими, спалюючи свої запаси палива лише за кілька мільйонів років. Для порівняння, наше Сонце прожило менше половини свого життєвого циклу у 10 мільярдів років. Поєднання щільного скупчення зірок, відносно короткого часу життя та великих астрономічних відстаней робить розрізнення окремих масивних зірок у скупченнях складним технічним завданням.

Розширивши можливості інструменту Zorro на телескопі Джеміні-Південь, астрономи отримали найчіткіше в історії зображення R136a1 – наймасивнішої з відомих зірок. Ця колосальна зоря належить до зоряного скупчення R136, яке знаходиться на відстані близько 160 000 світлових років від Землі у центрі туманності Тарантул у Великій Магеллановій Хмарі, карликовій галактиці-компаньйоні Чумацького Шляху.

Попередні спостереження показали, що маса R136a1 у 250-320 разів перевищує масу Сонця. Однак нові спостереження Zorro показують, що маса цієї гігантської зірки може бути всього у 170-230 разів більша за масу Сонця. Навіть за такої низької оцінки R136a1 як і раніше′ вважається наймасивнішою з відомих зірок.

На цьому порівняльному знімку показана виняткова різкість і чіткість зображення Zorro на 8,1-метровому телескопі Джеміні-Південь (ліворуч) порівняно з попереднім знімком, отриманим за допомогою космічного телескопа Хаббла (праворуч). Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURAAcknowledgment: Image processing: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF′s NOIRLab), M. Zamani (NSF′s NOIRLab) & D. de Martin (NSF′s NOIRLab); NASA/ESA Hubble Space Telescope

Астрономи можуть оцінити масу зірки, порівнюючи її спостережувані яскравість і температуру з теоретичними передбаченнями. Більш чітке зображення Zorro дозволило астроному Вену М. Каларі та його колегам точніше відокремити яскравість R136a1 від її найближчих зоряних компаньйонів, що призвело до зниження оцінки її яскравості та, отже, маси.

"Наші результати показують нам, що наймасивніша зоря, відома нам на цей час, не настільки масивна, як ми вважали раніше", – пояснив Каларі, провідний автор статті, опублікованої в журналі The Astrophysical Journal. "Це говорить про те, що верхня межа зоряних мас також може бути меншою, ніж вважалося раніше".

Цей результат також має значення для походження елементів, важчих за гелій у Всесвіті. Ці елементи утворюються під час катаклізмічної загибелі зірок, маса яких більш ніж у 150 разів перевищує масу Сонця, внаслідок подій, які астрономи називають надновими з парною нестабільністю. Якщо R136a1 менш масивна, ніж вважалося раніше, те саме може бути справедливо й для інших масивних зірок, та, отже, наднові з парною нестабільністю можуть бути більш рідкісними, ніж очікувалося.

Зоряне скупчення, в якому знаходиться R136a1, раніше спостерігалося астрономами за допомогою космічного телескопа "Хаббл" та різних наземних телескопів, але жоден з них не зміг отримати достатньо чітких зображень, щоб виділити всі окремі зорі найближчого скупчення.

Ілюстрація R136a1. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine

Інструмент Zorro на Джеміні-Південь зміг перевершити роздільну здатність попередніх спостережень завдяки використанню техніки, відомої як спекл-зображення, яка дозволяє наземним телескопам подолати значну частину ефекту розмиття від земної атмосфери. Зробивши багато тисяч коротких знімків яскравого об′єкта та ретельно обробивши дані, можна усунути майже всю цю розмитість. Цей підхід, а також використання адаптивної оптики, може значно підвищити роздільну здатність наземних телескопів, як показали нові різкі спостереження R136a1, проведені командою Zorro.

"Цей результат показує, що за правильних умов 8,1-метровий телескоп, доведений до межі, може змагатися не тільки з космічним телескопом Хаббла за кутовою роздільною здатністю, але й з космічним телескопом Джеймса Вебба", – прокоментував Рікардо Салінас, співавтор роботи та науковий співробітник з приладом Zorro. "Це спостереження розсуває межі того, що вважається за можливе при використанні спекл-зображення".

"Ми почали цю роботу як розвідувальне спостереження, щоб дізнатися, наскільки добре Zorro може спостерігати цей тип об′єктів", – сказав Каларі. "Хоча ми закликаємо до обережності при інтерпретації наших результатів, наші спостереження показують, що наймасивніші зорі можуть бути не такими масивними, як вважалося раніше".

Zorro та його інструмент-близнюк Alopeke – це ідентичні пристрої для отримання зображень, встановлені на телескопах Джеміні-Південь і Джеміні-Північ відповідно. Їхні назви – це гавайські та іспанські слова, що означають "лисиця", і вони представляють відповідні місця розташування телескопів на острові Маунакеа на Гаваях та на острові Серро-Пачон у Чилі. Ці інструменти є частиною програми "Запрошені інструменти" обсерваторії "Джеміні", яка дозволяє розвивати нові наукові дослідження шляхом розміщення інноваційних інструментів та проведення захопливих досліджень.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.