Тепер ми знаємо, як зірки, що вмирають, створюють чарівні мандали із зоряного пилу

Планетарна туманність NGC 2392. (NASA, ESA, Ендрю Фрухтер/STScI та команда ERO/STScI + ST-ECF)

Останні подихи вмираючих зірок є одними з найкрасивіших об’єктів у галактиці.

Їх називають планетарними туманностями, хмарами зоряного матеріалу, викинутими в космос, коли зірка червоного гіганта вступає в останню стадію свого життя. Вмираюча зірка знімає свої зовнішні шари, які освітлюються зсередини гарячим оголеним ядром.

Ці хмари складні та чудові з хвилі, схожі на мандалу , дивні диски , навіть дволопатеві струменя схоже на крила . Приголомшлива складність і різноманітність цих форм, здається, суперечать однаковій формі зірок-попередників.



«Сонце, яке згодом стане червоним гігантом, кругле, як більярдна куля, тому ми задалися питанням: як така зірка може створювати всі ці різні форми?» сказав астроном Лін Дечін KU Leuven у Бельгії.

Тепер, завдяки детальній колекції спостережень і гідродинамічного моделювання, вчені виявили, як планетарні туманності можуть набувати своєї форми: через гравітаційну взаємодію з подвійними зірками-супутниками та великими планетами, такими як Юпітер які пережили насильницьку смерть зірок-господарів.

Спочатку команда взагалі не розглядала планетарні туманності. У центрі уваги їхніх досліджень була трохи більш рання стадія життя, яка називається асимптотичною гігантською гілкою (AGB).

Це коли червоний гігант знаходиться на останніх стадіях еволюції перед фазою планетарної туманності, і потужні вітри від зірки дмуть у простір навколо нього, розсіюючи газ і пил.

Червоні гіганти — це вік певного типу зірок, приблизно у вісім разів менший за масу Сонця. Так Сонце закінчить своє життя, надуваючись, щоб поглинути Меркурій , Венера і можливо навіть Земля , перш ніж його ядро ​​розпадеться на крихітного білого карлика, яскраво сяючого від залишкового тепла.

Отже, астрономам дуже цікаво, як ці зірки гинуть. І все ж міжнародна команда Дечіна виявила, що детальна база даних спостережень про вітри зірок AGB не була зібрана. Тож вони взялися за його створення.

«Відсутність таких детальних даних спостережень змусило нас спочатку припустити, що зоряні вітри мають загальну сферичну геометрію, подібно до зірок, які вони оточують». сказав астроном Карл Готліб Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.

«Наші нові дані спостережень формують зовсім іншу історію про окремі зірки, про те, як вони живуть і як вони вмирають. Тепер ми маємо безпрецедентне уявлення про те, як зірки, подібні до нашого Сонця, розвиватимуться на останніх етапах своєї еволюції».

( Л. Дечін, ESO/SOUL )

Використовуючи великий міліметровий/субміліметровий масив Атакама в Чилі, команда провела спостереження за зразком зірок AGB. У цих даних вони помітили низку структур, включаючи дуги, раковини, біполярні структури, згустки, спіралі, пончики та обертові диски.

Оскільки радіально витікаючий вітер був плавним, команда швидко з’ясувала, що щось у безпосередній близькості від зірки могло бути причиною структур у матеріалі – як маленький подвійний компаньйон або гігантська планета, надто слабка, щоб її можна було побачити, але чия гравітаційна тяга могла впливати на матеріал.

Звичайно, коли вони змоделювали вплив компаньйона на ці відтоки, команда виявила, що кожен тип структури, яку вони спостерігали, міг бути створений наявністю другорядного об’єкта. Маса цього об’єкта, його відстань до зірки та ексцентриситет його орбіти можуть відігравати важливу роль у різноманітності структур, створених зоряним вітром.

«Так само як ложка, якою ти розмішуєш чашку кава з невеликою кількістю молока можна створити спіральний візерунок, компаньйон всмоктує матеріал до нього, коли він обертається навколо зірки та формує зоряний вітер, – сказав Дечін .

«Усі наші спостереження можна пояснити тим, що у зірок є супутник».

Усі форми були дуже схожі на складні структури та форми, які можна побачити в планетарних туманностях, що свідчить про те, що структури на двох стадіях мають однаковий механізм утворення. Крім того, для нашого розуміння зоряної еволюції є багато наслідків.

'Наші висновки дуже змінюють' – сказав Дечін . «Оскільки складність зоряних вітрів не враховувалась у минулому, будь-яка попередня оцінка швидкості втрати маси старих зірок могла бути помилковою до 10 разів».

Відкриття також сильно натякає на те, що може статися, коли Сонце помре. Звичайно, наше Сонце не має подвійного компаньйона (що теж трохи таємниця сама по собі ).

Але в Сонячній системі дійсно є дві досить масивні планети, щоб потенційно впливати на її відтік. Це Юпітер і Сатурн, газові гіганти, чия маса вже досить велика, щоб потягніть Сонце за крихітним хитким колом .

Вони будуть далеко за межами досяжності Сонця, коли наша зірка стане червоним гігантом свідчать останні відкриття що планети-гіганти справді можуть пережити смерть своїх зірок - можливо ненадовго , але достатньо довго, щоб створити хвилі (або дуги, або оболонки).

Розрахунки команди передбачають, що Юпітер і, можливо, Сатурн зможуть вирізати кілька відносно слабких спіралей у вітрі AGB Сонця.

Зараз команда проводить подальші дослідження, щоб з’ясувати, що ще може змінити їх відкриття для нашого розуміння загибелі зірок.

Дослідження опубліковано в Наука .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.