Вдали от созвездия Кассиопеи, находящегося на расстоянии около 7 100 световых лет от Земли, звезда, в 40 раз более массивная, чем наше Солнце, выпускает в космос гигантский пузырь из собственного материала. Внутри своей магической синей сферы гигантская звезда горит с интенсивностью синего пламени - вокруг нее образуется оболочка горячего газа шириной 6 световых лет, которая расширяется наружу со скоростью 4 миллиона миль в час. Готовы ли вы открыть широко и шагнуть внутрь? Тогда добро пожаловать в маленькую магию ...
Как всегда, всякий раз, когда мы представляем размерную визуализацию, это делается двумя способами. Первая называется «Параллельное зрение» и очень похожа на загадку с волшебным глазом. Когда вы откроете полноразмерное изображение и ваши глаза будут на правильном расстоянии от экрана, изображения будут казаться слитыми и создающими эффект 3D. Тем не менее, для некоторых людей это работает не очень хорошо, поэтому Юкка также создал «Кросс-версию», в которой вы просто закрываете глаза, и изображения объединяются, создавая центральное изображение, которое выглядит как 3D. Для некоторых людей это тоже не сработает ... Но я надеюсь, что это сработает для вас!
Поскольку центральная звезда в NGC 7635 сбрасывает свой материал, мы видим, что она не ровная, и ее внешний вид меняется в зависимости от толщины окружающих газов. То, что кажется облачными структурами, очень густое и освещается интенсивным ультрафиолетовым светом звезды. Хотите верьте, хотите нет, но именно здесь звездные «ветры» дуют быстрее всего, и скоро эти области быстро разрушатся. Однако есть одна особенность, которая выделяется больше, чем любая другая, - «пузырь внутри пузыря». Что это? Это могут быть два разных ветра ... Два разных потока материала сталкиваются друг с другом.
«Пузырь в NGC 7635 является результатом быстрого звездного ветра, распространяющегося во внутреннюю часть большей области H II. Тем не менее, центральная звезда BD +60 2522 заметно смещена (примерно на 1 ′) от центра пузырька в направлении стенки плотного молекулярного облака, которое определяет эту блистерную область H II ». говорит Б.Д. Мур (и др.): «Это смещение является результатом превращения пузырька ветра в градиент плотности и давления, установленный фотоэпарительным потоком от стенки полости. Физические условия вокруг пузыря варьируются в зависимости от среды, в которую пузырь расширяется. Вдали от стенки полости пузырь расширяется во внутреннюю область низкой плотности области H II. У стены, в области наших изображений, ударная волна от ветра очень близка к фронту ионизации. Результирующая физическая структура, в которой фотоэвапориативный поток от стенки облака ограничен набегающим давлением ветра ».
Но разве мы не видим пресловутый лес, потому что слишком заняты, глядя на деревья? «BD +60 - это ионизирующая звезда NGC 7635, так называемая« пузырьковая туманность ». NGC 7635 лежит на краю комковатого молекулярного облака низкой плотности, и туманность можно интерпретировать как воздушный пузырь, созданный взаимодействием звездного ветра BD +60 с окружающей межзвездной средой. Хотя многие исследования были сосредоточены на туманности, мало внимания уделялось самой звезде ». говорит Г. Раув (и др.): «Значительный прогресс в нашем понимании звездных ветров звезд раннего типа был достигнут благодаря обширному мониторингу их спектральной изменчивости и открытию того, что некоторые циклические изменения могут быть связаны с вращательной модуляцией звездного ветра. Поскольку считается, что вращение формирует ветры звезд Oef, эти объекты априори являются хорошими кандидатами для поиска вращательной модуляции ветра ».
На протяжении всей своей долгосрочной кампании наблюдений группа обнаружила сильную изменчивость профиля на временных масштабах 2–3 дня, изменчивость на временных масштабах в несколько часов, которые могут быть связаны с нерадиальными пульсациями, и даже предположительно предполагала, что избиение нескольких режимы радиальной пульсации запускают переходные крупномасштабные возмущения плотности в ограниченном звездном ветре, которые создают изменчивость в масштабе 2-3 дня. «Хотя этот сценарий может легко объяснить отсутствие единого стабильного периода (из-за влияния скорости распространения возмущения и взаимодействия различных часов: пульсаций, вращения…), представляется более трудным объяснить изменение схемы TVS. Например, если волна плотности движется вокруг звезды, почему бы не повлиять на поглощение и компоненты излучения аналогичным образом? » говорит Рау: «Одной из возможных причин может быть то, что возмущение плотности влияет на абсорбционную колонну только до тех пор, пока она остается близко к поверхности звезды, в то время как воздействие на эмиссионные линии будет больше, когда возмущение переместится наружу, но это, по общему признанию, все еще довольно спекулятивный «.
Насколько часто огромная звезда образует вокруг себя пузырь? «Массивные звезды развиваются по диаграмме ЧСС, теряя массу по пути и образуя различные кольцевые туманности. На этапе главной последовательности быстрый звездный ветер подметает окружающую межзвездную среду, образуя межзвездный пузырь. После того, как массивная звезда превращается в красного гиганта или светящуюся синюю переменную, она обильно теряет массу, образуя околозвездную туманность. По мере дальнейшего развития в звезду WR, быстрый ветер WR сметает предыдущую потерю массы и образует околозвездный пузырь. Наблюдения за кольцевыми туманностями вокруг массивных звезд не только увлекательны, но и полезны для создания шаблонов для диагностики предшественников сверхновых из их околозвездных туманностей ». говорит Ю-Хуа Чу из Астрономического факультета Университета Иллинойса: «Быстрый звездный ветер звезды O главной последовательности охватывает космическую межзвездную среду (ISM), образуя межзвездный пузырь, состоящий из плотной оболочки межзвездного материала. Интуитивно, мы ожидаем, что вокруг большинства звезд O будет виден межзвездный пузырь, похожий на туманность Пузырь (NGC 7635); однако вряд ли у O-звезд в областях HII есть кольцевые туманности, что говорит о том, что эти межзвездные пузырьки редки ».
Подобно детской жевательной резинке, пузырь будет продолжать расширяться. А что будет после пузыря? Почему, «взрыв», конечно. А когда дело доходит до взрыва звезды, то это может означать только сверхновую. «Проводя расчеты на различных этапах эволюции массивной звезды, используя реалистичную историю потери массы в качестве входных данных, мы моделируем создание и эволюцию продуваемого ветром пузыря вокруг звезды до момента взрыва сверхновой». говорит А.Дж. ван Марл (и др.): «Истекающая материя сталкивается с внутренним шоком, где ее скорость уменьшается почти до нуля. Кинетическая энергия ветра становится тепловой энергией. Это взаимодействие создает «горячий пузырь» из почти неподвижного, горячего газа. Тепловое давление горячего пузыря загоняет оболочку в окружающую межзвездную среду. Здесь предполагается, что управляемая давлением оболочка будет сдерживаться только давлением плунжера, создаваемым ее собственной скоростью и плотностью окружающей среды. Это предположение верно, если мы считаем окружающую среду холодной. Однако, если принять во внимание фотоионизацию, ситуация усложняется. Прежде всего, фотоионизированный газ будет иметь гораздо более высокое давление, чем холодный ISM. Поэтому регион HII будет расширяться, вбивая снаряд в ISM. Во-вторых, горячий пузырь, созданный звездным ветром, теперь будет расширяться в область горячего HII, что означает, что тепловое давление, сдерживающее оболочку, больше не будет незначительным по сравнению с давлением плунжера. Выдуваемый ветром пузырь, расширяющийся в компактную область HII, можно наблюдать в NGC 7635 ».
Итак, как мы узнаем, когда наступили последние моменты? «С возрастом звезда превращается в красного супергиганта с плотным и медленным ветром. Количество ионизирующих фотонов падает. Поэтому область HII исчезает. Из-за низкой плотности рекомбинация займет много времени, но радиационное охлаждение приведет к снижению теплового давления. Горячий воздушный пузырь, который поддерживает высокое давление, распространяется в окружающий газ, создавая новую оболочку. Третья оболочка появляется близко к звезде, поскольку падение давления плунжера от ветра RSG заставляет пузырь ветра расширяться внутрь, сметая материал ветра ». Ван Марл говорит: «Наличие расширяющейся области HII меняет структуру плотности туманности во время главной последовательности. Наша главная цель в настоящее время - смоделировать околозвездное окружение звезд между 25 и 40 М во время взрыва сверхновой ».
Волшебные пузыри? Просто держись подальше, когда они появляются!
Огромное спасибо JP Metsavainio из Северной Галактики за его волшебный личный образ и за то, что он дал нам этот невероятный взгляд на далекую красоту!
