Получено самое четкое изображение самой массивной из известных во Вселенной звезд

Используя возможности 8,1-метрового телескопа Джемини-Юг, астрономы получили самое четкое изображение звезды R136a1, самой массивной из известных звезд во Вселенной. Исследование бросает вызов нашему пониманию самых массивных звезд и предполагает, что они могут быть не столь массивными, как считалось ранее.

Астрономам еще предстоит полностью понять, как образуются самые массивные звезды, масса которых более чем в 100 раз превышает массу Солнца. Особенно сложной частью этой головоломки является получение наблюдений этих гигантов, обычно обитающих в густонаселенных сердцах окутанных пылью звездных скоплений. Звезды-гиганты также живут быстро и умирают молодыми, сжигая свои запасы топлива всего за несколько миллионов лет. Для сравнения, наше Солнце прожило менее половины своего жизненного цикла продолжительностью в 10 миллиардов лет. Сочетание плотного скопления звезд, относительно короткого времени жизни и больших астрономических расстояний делает различие отдельных массивных звезд в скоплениях сложной технической задачей.

Расширив возможности инструмента Zorro на телескопе Джемини-Юг, астрономы получили самое четкое в истории изображение R136a1 – самой массивной из известных звезд. Эта колоссальная звезда относится к звездному скоплению R136, которое находится на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли в центре туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике-компаньоне Млечного Пути.

Предыдущие наблюдения показали, что масса R136a1 в 250-320 раз превышает массу Солнца. Однако новые наблюдения Zorro показывают, что масса этой гигантской звезды может быть всего в 170-230 раз больше массы Солнца. Даже при такой низкой оценке R136a1 по-прежнему считается самой массивной из известных звезд.

На этом сравнительном снимке показана исключительная резкость и четкость изображения Zorro на 8,1-метровом телескопе Джемини-Юг (слева) по сравнению с предыдущим снимком, полученным с помощью космического телескопа Хаббла (справа). 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

Астрономы могут оценить массу звезды, сравнивая ее наблюдаемую яркость и температуру с теоретическими предвидениями. Более четкое изображение Zorro позволило астроному Вену М. Калари и его коллегам точнее отделить яркость R136a1 от ее ближайших звездных компаньонов, что привело к снижению оценки ее яркости и, следовательно, массы.

"Наши результаты показывают нам, что самая массивная звезда, известная нам в настоящее время, не столь массивна, как мы считали ранее", – объяснил Калари, ведущий автор статьи, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal. "Это говорит о том, что верхний предел звездных масс также может быть меньше, чем считалось ранее".

Этот результат также имеет значение для происхождения элементов тяжелее гелия во Вселенной. Эти элементы образуются при катаклизмической гибели звезд, масса которых более чем в 150 раз превышает массу Солнца, в результате событий, которые астрономы называют сверхновыми с парной нестабильностью. Если R136a1 менее массивна, чем считалось ранее, то же может быть справедливо и для других массивных звезд, и, следовательно, сверхновые с парной нестабильностью могут быть более редкими, чем ожидалось.

Звездное скопление, в котором находится R136a1, ранее наблюдалось астрономами с помощью космического телескопа "Хаббл" и различных наземных телескопов, но ни один из них не смог получить достаточно четких изображений, чтобы выделить все отдельные звезды ближайшего скопления.

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

Инструмент Zorro на Джемини-Юг смог превзойти разрешение предварительных наблюдений благодаря использованию техники, известной как спекл-изображение, позволяющей наземным телескопам преодолеть значительную часть эффекта размытия от земной атмосферы. Сделав много тысячи коротких снимков яркого объекта и тщательно обработав данные, можно устранить почти всю эту размытость. Этот подход, а также использование адаптивной оптики может значительно повысить разрешение наземных телескопов, как показали новые резкие наблюдения R136a1, проведенные командой Zorro.

"Этот результат показывает, что при правильных условиях 8,1-метровый телескоп, доведенный до предела, может соперничать не только с космическим телескопом Хаббла по угловому разрешению, но и с космическим телескопом Джеймса Вебба", - прокомментировал Рикардо Салинас, соавтор работы и научный сотрудник с прибором Zorro. "Это наблюдение раздвигает границы того, что считается возможным при использовании спекл-изображения".

"Мы начали эту работу как разведывательное наблюдение, чтобы узнать, насколько хорошо Zorro может наблюдать этот тип объектов", – сказал Калари. "Хотя мы призываем к осторожности при интерпретации наших результатов, наши наблюдения показывают, что самые массивные звезды могут быть не столь массивными, как считалось ранее".

Zorro и его инструмент-близнец Alopeke – это идентичные устройства для получения изображений, установленные на телескопах Джемини-Юг и Джемини-Север соответственно. Их названия – это гавайские и испанские слова, означающие "лиса", и они представляют соответствующие местоположения телескопов на острове Маунакеа на Гавайях и на острове Серро-Пачон в Чили. Эти инструменты являются частью программы "Приглашенные инструменты" обсерватории "Джемини", позволяющей развивать новые научные исследования путем размещения инновационных инструментов и проведения увлекательных исследований.

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