Гигантска звезда, уловена в крачка, докато отслабва - новини от физиката

Родословно дърво на Млечния път

гигантска

Напълно интегриран контрол на нанодиамантите

Малко по-близо до слънцето

Разстояния от звезди

Какво кара звездите да блестят

Еднопосочна улица за електрони

Стотици копия на Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica намерени при ново преброяване

Слънчевата ни система се формира за по-малко от 200 000 години

Здравословно за Марс

Гигантска звезда, уловена в крачка, докато отслабва

Новини по физика от 25.11.2015 звезди

С много големия телескоп (VLT) на ESO астрономите са заснели най-подробното изображение на хипергигантската звезда VY Canis Majoris до момента.

Наблюденията показват колко неочаквано големи прахови частици около звездата й позволяват да загуби огромно количество маса, след като започне да умира. Този процес, който сега най-накрая е разбран, е необходим на такива огромни звезди, за да ги подготвят за тяхната експлозивна смърт на свръхнови. VY Canis Majoris е звезден Голиат, червен хипергигант, една от най-големите известни звезди в Млечния път. Той има 30 до 40 пъти масата на слънцето и е 300 000 пъти по-светъл. В сегашното си състояние звездата ще обхване орбитата на Юпитер, тъй като се разшири значително през последните етапи от живота си.

P. Scicluna et al. Големи прахообразни зърна във вятъра на VY Canis Majoris Астрономия и астрофизика 2015

Новите наблюдения на тази звезда са направени с инструмента SPHERE на VLT. Адаптивната оптична система на инструмента коригира изображенията много по-добре от предишните адаптивни оптични системи. Това позволява да се наблюдават детайлно структури, които са много близо до източника на ярка светлина [1]. SPHERE нагледно демонстрира как брилянтната светлина от VY Canis Majoris осветява облаци от материя, която я заобикаля.

С режима ZIMPOL на SPHERE астрономите не само успяха да надникнат по-дълбоко в центъра на облака от газове и прах около звездата, но и да наблюдават как звездната светлина се разсейва и поляризира от околната материя. Тези измервания бяха критични за трудното определяне на свойствата на праховите частици.

Внимателните оценки на резултатите от измерването на поляризацията показват, че тези прахови зърна с диаметър 0,5 микрометра съответстват на сравнително големи частици, които могат да изглеждат мънички, но зърната с този размер са около 50 пъти по-големи от праховите частици, които иначе са били открити в междузвездното пространство.

С разрастването си масивните звезди губят големи количества материя - всяка година VY Canis Majoris излъчва 30 пъти масата на Земята от повърхността си под формата на прах и газ. Този облак от материя се изтласква още преди звездата най-накрая да избухне и част от праха се унищожи, докато останалата част се хвърли в междузвездното пространство. След това този материал, заедно с по-тежки елементи, образували се по време на експлозията на свръхнова, могат да бъдат използвани от следващото поколение звезди за формиране на планети.

Как материята в горните слоеве на атмосферата се изтласква в космоса, преди звездата да избухне, отдавна остава загадка - до сега. Най-вероятното обяснение изглежда беше радиационното налягане, т.е. силата, упражнявана от звездната светлина. Тъй като това налягане е много слабо, големите прахови зърна са от съществено значение за този процес, в противен случай повърхността няма да е достатъчна, за да доведе до значителен ефект [2].

„Масивните звезди живеят кратко“, обяснява Питър Шиклуна от Института по астрономия и астрофизика „Академия Синика“ в Тайван, първият автор на статията. „Когато дойдат последните им дни, те губят много маса. В миналото успяхме само да познаем как точно се случва това. С новите данни на SPHERE обаче сега открихме големи прашинки около хипергиганта. Те са достатъчно големи, за да бъдат отблъснати от силното радиационно налягане на звездата, което обяснява бързата загуба на масата на звездата. "

Наличието на такива големи зърна прах, които биха могли да се наблюдават толкова близо до звездата, означава, че облакът всъщност може да разпръсне видимата светлина на звездата и да бъде отблъснат от звездата от радиационното налягане. Поради размера на праховите зърна, някои от тях вероятно ще оцелеят от радиацията, причинена от драматичната смърт на Canis Majoris като свръхнова [3]. След това прахът се смесва с междузвездната материя в района, което насърчава създаването на бъдещи поколения звезди и оживява тези звезди да образуват планети.

[1] SPHERE/ZIMPOL използва най-модерната адаптивна оптика за създаване на дифракционни изображения, които са много по-близо до теоретичната граница на телескопите, която може да бъде достигната само ако земната атмосфера не е там, отколкото по-ранните инструменти с адаптивна оптика. Този тип адаптивна оптика също така дава възможност да се наблюдават ясно по-слаби обекти, които са много близо до ярка звезда.

Изображенията от това ново проучване са направени и при видима светлина - тоест при по-къси дължини на вълните, отколкото в близкия инфрачервен диапазон, при който предимно се извършват по-ранни изображения с адаптивна оптика. Тези два фактора водят до значително по-остри изображения от предишните VLT изображения. По-висока пространствена разделителна способност може да бъде постигната с VLTI, но изображенията не могат да бъдат записани директно с интерферометъра.

[2] Праховите частици трябва да са достатъчно големи, за да ги отблъсне звездната светлина, но те не трябва да са толкова големи, че просто да потънат обратно върху звездата. Ако те са твърде малки, звездната светлина някак ще премине през праха; ако са твърде големи, прахът би бил твърде тежък, за да се отблъсне. Прахът, наблюдаван от астрономите, работещи с VY Canis Majoris, е точно с подходящия размер, за да бъде най-ефективно изведен от звездната светлина.

[3] В астрономически мащаб експлозията ще се случи много скоро, но няма нужда да се притеснявате, тъй като това драматично събитие не е вероятно през следващите стотици хиляди години. Погледнато от Земята, това ще бъде впечатляващо събитие - вероятно толкова ярко, колкото луната, но няма да представлява заплаха за живота тук.

Този доклад за новини е създаден с материали от idw-online