Изображение предоставлено: ESO
Европейская южная обсерватория выпустила новые изображения относительно близкой звезды, Эта-Карина, которая может находиться на последних этапах своей жизни и может взорваться как сверхновая в ближайшем будущем (астрономически говоря) - в течение следующих 10-20 000 лет или так. Звезда находится на расстоянии 7500 световых лет, в 100 раз больше массы Солнца и является самым ярким объектом в Млечном Пути. С 1841 года она создала красивую туманность вокруг себя, непрерывно теряя внешние слои, в то время как она быстро вращается. Наблюдая за изменениями в Eta Carina, астрономы получат ценную информацию о последних этапах жизни сверхмассивной звезды.
Еще с 1841 года, когда до сих пор незаметная южная звезда Eta Carinae подверглась впечатляющей вспышке, астрономы задались вопросом, что именно происходит в этой неустойчивой гигантской звезде. Однако из-за значительного расстояния - 7500 световых лет - детали самой звезды были вне поля зрения.
Известно, что эта звезда окружена туманностью Гомункулус, двумя грибовидными облаками, выброшенными звездой, каждое из которых в сотни раз больше нашей солнечной системы.
Теперь впервые инфракрасная интерферометрия с прибором VINCI на очень большом телескопическом интерферометре ESO (VLTI) позволила международной команде астрономов [1] увеличить внутреннюю часть своего звездного ветра. Для Роя ван Бокеля, руководителя команды, эти результаты показывают, что «ветер Eta Carinae оказывается чрезвычайно вытянутым, а сама звезда крайне неустойчива из-за своего быстрого вращения».
Монстр на южном небе
Эта Киля, самая светящаяся звезда, известная в нашей Галактике, по всем стандартам является настоящим монстром: она в 100 раз массивнее нашего Солнца и в 5 миллионов раз светлее. Эта звезда сейчас вступила в завершающую стадию своей жизни и очень нестабильна. Время от времени он подвергается гигантским вспышкам; одна из последних произошла в 1841 году и создала красивую биполярную туманность, известную как туманность Гомункулус (см. ESO PR Photo 32a / 03). В то время, несмотря на сравнительно большое расстояние - 7500 световых лет, - Eta Carinae ненадолго стала второй самой яркой звездой на ночном небе, превзойденной только Сириусом.
Эта киля настолько велика, что, если ее поместить в нашу солнечную систему, она простирается за пределы орбиты Юпитера. Этот большой размер, тем не менее, является несколько произвольным. Его внешние слои постоянно уносятся в космос радиационным давлением - воздействием фотонов на атомы газа. Многие звезды, в том числе наше Солнце, теряют массу из-за таких «звездных ветров», но в случае Eta Carinae потеря массы огромна (около 500 масс Земли в год), и трудно определить границу между внешние слои звезды и окружающая звездная область ветра.
Теперь VINCI и NAOS-CONICA, два чувствительных к инфракрасному излучению прибора на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO в Обсерватории Паранал (Чили), впервые исследовали форму области звездного ветра. Глядя вниз на звездный ветер, насколько это возможно, астрономы могли бы определить некоторые структуры этого загадочного объекта.
Команда астрономов [1] впервые использовала адаптивную оптическую камеру NAOS-CONICA [2], прикрепленную к 8,2-метровому телескопу VLT YEPUN, для изображения туманных окрестностей Eta Carinae с пространственным разрешением, сопоставимым с размером солнечной системы. ср. PR Photo 32a / 03.
Это изображение показывает, что в центральной области туманности Гомункула доминирует объект, который рассматривается как точечный источник света со множеством светящихся «пятен» в непосредственной близости.
К пределу
Чтобы получить еще более четкое представление, астрономы затем обратились к интерферометрии. Эта методика объединяет два или более телескопа для достижения углового разрешения [3], равного разрешению телескопа и расстоянию между отдельными телескопами (см. ESO PR 06/01 и ESO PR 23/01).
Для исследования достаточно яркой звезды Eta Carinae полная мощность 8,2-метрового телескопа VLT не требуется. Таким образом, астрономы использовали VINCI, прибор ввода в эксплуатацию интерферометра VLT [4], вместе с двумя 35-сантиметровыми испытательными телескопами сидеростата, которые служили для получения «первого света» с интерферометром VLT в марте 2001 года (см. ESO PR 06/01).
Сидростаты были размещены в выбранных местах на наблюдательной платформе VLT в верхней части Паранала, чтобы обеспечить различные конфигурации и максимальную базовую линию в 62 метра. В течение нескольких ночей два небольших телескопа были направлены в сторону Eta Carinae, а два световых луча были направлены на общий фокус в измерительном приборе VINCI в расположенной в центре интерферометрической лаборатории VLT. Тогда можно было измерить угловой размер звезды (как видно на небе) в разных направлениях.
Подняв пространственное разрешение этой конфигурации до предела, астрономам удалось определить форму внешнего слоя Eta Carinae. Они смогли предоставить пространственную информацию в масштабе 0,005 угловых секунд, то есть около 11 а.е. (1650 млн. Км) на расстоянии Эта Киля, что соответствует полному размеру орбиты Юпитера.
Это достижение, уменьшенное до земных размеров, сравнивается с различием между яйцом и бильярдным шаром на расстоянии 2000 километров.
Самая необычная форма
Наблюдения VLTI принесли астрономам сюрприз. Они показывают, что ветер вокруг Eta Carinae удивительно вытянут: одна ось в полтора раза длиннее другой! Кроме того, более длинная ось оказывается выровненной с направлением, в котором были выброшены гораздо более крупные грибообразные облака (видно на менее резких изображениях).
Охватывая шкалу от 10 до 20-30 000 а.е., сама звезда и туманность Гомункулус, таким образом, тесно связаны в пространстве.
VINCI удалось обнаружить границу, где звездный ветер от Eta Carinae становится настолько плотным, что он перестает быть прозрачным. По-видимому, этот звездный ветер намного сильнее в направлении длинной оси, чем короткой оси.
Согласно господствующим теориям, звезды теряют большую массу вокруг своего экватора. Это потому, что именно здесь звездный ветер получает «подъемную» помощь от центробежной силы, вызванной вращением звезды. Однако, если бы это было так в случае Eta Carinae, ось вращения (через полюса звезды) была бы перпендикулярна обоим грибовидным облакам. Но практически невозможно, чтобы грибные облака располагались, как спицы в колесе, относительно вращающейся звезды. Вещество, выброшенное в 1841 году, тогда было бы растянуто в кольцо или тор.
Для Роя ван Бокеля «текущая общая картина имеет смысл только в том случае, если звездный ветер Eta Carinae вытянут в направлении его полюсов. Это удивительное изменение обычной ситуации, когда звезды (и планеты) сглаживаются на полюсах благодаря центробежной силе.
Следующая сверхновая?
Такая экзотическая форма звезд типа Eta Carinae была предсказана теоретиками. Основное предположение состоит в том, что сама звезда, которая находится глубоко внутри звездного ветра, сплюснута на полюсах по обычной причине. Однако, поскольку полярные области этой центральной зоны затем будут ближе к центру, где происходят процессы ядерного синтеза, они будут более горячими. Следовательно, давление излучения в полярных направлениях будет выше, и внешние слои над полярными областями центральной зоны станут более «надутыми», чем внешние слои на экваторе.
Предполагая, что эта модель верна, вращение Eta Carinae можно рассчитать. Оказывается, он должен вращаться со скоростью, превышающей 90 процентов от максимально возможной скорости (до разрушения).
В Eta Carinae произошли крупные вспышки, отличные от той, которая произошла в 1841 году, последний раз - около 1890 года. Будет ли повторная вспышка еще раз в ближайшем будущем, неизвестно, но точно известно, что эта нестабильная гигантская звезда не успокоится.
В настоящее время он так быстро теряет массу, что от него ничего не останется менее чем через 100 000 лет. Однако более вероятно, что Эта Карины уничтожит себя задолго до этого в результате взрыва сверхновой, который может стать видимым на дневном небе невооруженным глазом. Это может произойти «скоро» в астрономическом масштабе времени, возможно, уже в течение следующих 10–20 000 лет.
Источник: ESO News Release
