Космические цветы и смерть звёзд

1601278312-alma-raql.jpeg

Звёзды генерируют энергию в своих ядрах, превращая водород в гелий, как управляемая водородная бомба. Эта энергия движется наружу от ядра через верхние слои звезды, а затем покидает ее в виде излучённого света. Со временем в активной зоне накапливается инертный гелий. По мере накопления ядро сжимается, становясь очень горячим.

Образование планетарной туманности

Когда это случается со звездой, такой как Солнце (примерно от 0,8 до 8 масс нашего светила), в ядре происходят различные сложные вещи, которые ещё больше нагревают его. Внешние слои, реагируя на дополнительную энергию, раздуваются, как воздушный шар. В результате звезда расширяется и становится в сотни раз больше. Она также при этом остывает, окрашиваясь в красный цвет - получается красный гигант.

Дальше, газ в верхней части звезды начинает уноситься прочь в виде ветра из частиц. В конце концов, вся эта структура сдувается, обнажая ядро. Оно, испуская ультрафиолетовый свет, возбуждает окружающий газ, который начинает светиться. Следствием такого процесса для астрономов становится возможность наблюдать так называемую планетарную туманность.

Умирающая звезда красного гиганта GY Aquilae окружена огромным газовым облаком с отчетливым спиралевидным узором. Фото: Л. Дечин, ESO / ALMA

 

Формы и причины

Подобные туманности могут иметь самые разные, а порой даже фантастические формы. Некоторые из них сильно вытянуты с узкой сжатой талией и толстым диском. Считается, что это связано с наличием компаньона -  субзвёздного объекта (коричневого карлика) или планеты, вращающейся вокруг умирающей звезды. Их орбитальное движение и придаёт разные формы туманностям.

Логично предположить, что газ, исходящий из красного гиганта, должен иметь в основном форму сферического облака. Красные гиганты не вращаются быстро (им могут потребоваться годы, чтобы повернуться один раз), поэтому ветер из частиц, который они создают, должен распространяться одинаково и относительно плавно во всех направлениях. Но за последние 30 лет были опубликованы статьи, в которых постулировались различные формы и структуры этого газа, такие как спирали и дуги.

На дюжине старых красных гигантов, наблюдаемых ALMA, видны огромные газовые структуры вокруг них с дугами и спиралями. Фото: Л. Дечин, ESO / ALMA

 

Подтверждающие наблюдения

Новые наблюдения за облаками вокруг умирающих звезд показывают, что, хотя они на первый взгляд сферические, но у них действительно присутствуют структурные элементы, как и предсказывалось ранее.

Исследования были выполнены с помощью ALMA, большой антенной решётки миллиметрового / субмиллиметрового диапазона Atacama в Чили. Астрономы нанесли на карту расположение холодных окисей углерода и кремния, которые отслеживают при истечении из красных гигантов. Эти облака огромны - в сотни раз больше, чем вся наша планетарная система от Солнца до Нептуна.

https://youtu.be/VlT_5G5DioM

Похоже, что основной причиной необычных форм этих структур, возможно, является субзвёздные спутники, то есть объекты меньшей массы, нежели звёзды. Как вариант – это могут быть большие планеты. Когда светило и её спутник вращаются друг вокруг друга, газ, вытекающий из красного гиганта, принимает различные формы. А их вид, вероятно, зависит как от того, насколько близко друг к другу находятся два компонента такой космической пары, так и от массы звезды.

На очень близких расстояниях газ выходит медленно и образуется облако в виде диска с расширенной перетяжкой. И чем дальше друг от друга находятся объекты космической пары, тем быстрее происходит истечение газа, образуя двухлепестковую структуру. Ещё дальше и образуются спирали, а газ движется с ещё большей скоростью. Это хорошо согласуется со старыми гипотезами.

Наблюдение с помощью ALMA газа вокруг умирающей звезды R Aquilae, показывающее сложные спирали и дуги. Фото: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Decin et al

 

Основное преимущество новых наблюдений состоит в том, что до них такие исследования проводились с применением разных телескопов с разными свойствами, а теперь есть возможность использовать для сравнительного анализа небольшой, но очень полезный каталог звёзд, наблюдаемых в тех же условиях. Это значительно упрощает работу по их сравнению и улучшает понимание основных условий.

По материалам: https://www.syfy.com/syfywire/cosmic-flowers-bloom-as-stars-begin-to-die

Понравилась статья! Поделитесь в соцсетях!

Подпишитесь на нашу рассылку!

Комментарии

Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.

Похожие статьи
Автор
Популярные статьи
17 августа 2020 16:44 - Лили Ша