Кредит изображения: Хаббл
Новое исследование космического телескопа Хаббла показывает, что большинство крупных умирающих звезд Вольфа-Райата имеют меньшую звезду-компаньона, вращающуюся поблизости. Звезды Вольфа-Райата начинаются как минимум в 20 раз больше массы Солнца, длятся всего несколько миллионов лет, а затем взрываются как сверхновые. Теперь считается, что эти звезды и их спутники переносят массу, вращаясь вокруг друг друга.
У большинства массивных и блестящих, но умирающих звезд «Вольфа-Райе» есть компания - меньшая спутница-звезда, находящаяся рядом с орбитой, согласно новым наблюдениям с использованием космического телескопа Хаббла. Результат поможет астрономам понять, как развиваются самые большие звезды во Вселенной. Это может также раскрыть тайну невероятно массивных звезд и поставить под сомнение определенную оценку расстояния, которая использует видимую яркость звездного света.
Звезды Вольфа-Райе (ВР) начинают жизнь как космические титаны, по крайней мере, в 20 раз превышающие массу Солнца. Они живут быстро и тяжело умирают, взрываясь как сверхновые и выбрасывая огромное количество тяжелых элементов в космос для использования в последующих поколениях звезд и планет. «Я говорю людям, что изучаю звезды, которые производят много углерода в их телах и золото в их украшениях», - говорит д-р Дебра Уоллес из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд. «Понимание того, как эволюционируют звезды Вольфа-Райе является критическим звеном в цепи событий, которые в конечном итоге привели к жизни ». Уоллес является ведущим автором статей об этом исследовании, которые будут опубликованы в Астрономическом журнале и Астрофизическом журнале.
К тому времени, когда эти звезды приближаются к концу своего короткого времени жизни, во время фазы «Вольф-Райе», они смешивают тяжелые элементы в своих ядрах в отчаянном стремлении предотвратить коллапс под своей огромной массой. Это генерирует интенсивное тепло и излучение, которое приводит к сильным звездным ветрам от 2,2 млн. До 5,4 млн. Миль в час (от 3,6 до 9 млн. Км / ч), характерным для звезд WR (Рисунок 1). Эти ветры сдувают внешние слои звезд WR, значительно уменьшая их массу и сжимая близлежащие межзвездные облака, вызывая их гравитационный коллапс и зажигая звезды нового поколения.
Поскольку космические расстояния настолько велики, то, что кажется единой звездой, даже если смотреть через большие телескопы (изображение 2), может фактически быть двумя или более звездами, вращающимися вокруг друг друга (изображения 3 и 4). В новом исследовании Уоллес и ее команда использовали превосходную разрешающую способность Планетарной камеры в инструменте Широкополосной Планетарной Камеры 2 на борту Хаббла, чтобы идентифицировать новые потенциальные спутники для 23 из 61 звезды WR в нашей галактике. Несмотря на то, что видимые звезды-компаньоны должны быть подтверждены с помощью методики анализа света, называемой спектроскопией, команда была консервативна в объявлении спутников-соседей.
«Доля звезд Вольфа-Райе, имеющих визуально идентифицированные спутники, увеличилась с 15 процентов до Хаббла до 59 процентов с нашими наблюдениями, которые включали четверть известных звезд WR в нашей галактике», - сказал Уоллес. «Я не удивлюсь, если будущие наблюдения выявят спутников вокруг еще большего процента из них».
По словам команды, присутствие звезды-компаньона должно значительно повлиять на то, как эти звезды будут развиваться. Одним из многих возможных влияний является массоперенос. Если звезды в какой-то момент на своих орбитах сближаются, их гравитационное взаимодействие может привести к тому, что одна из них перенесет газ на другую, что значительно изменит их массы с течением времени. Поскольку более массивные звезды расходуют свое топливо гораздо быстрее, чем менее массивные звезды, такой перенос массы может существенно изменить их время жизни. Другие влияния включают изменение орбит, скорости вращения или скорости потери массы из-за их гравитации и воздействия звездных ветров. «Астрономы предполагали, что звезды Вольфа-Райе были одинокими, когда пытались вычислить, как они развиваются, но мы находим, что у большинства есть компания», - сказал Уоллес. «Это как думать, что семейная жизнь будет такой же, как жизнь холостяка. Звезда-компаньон должна каким-то образом изменить жизнь этих звезд ».
Поскольку то, что рассматривается как одна звезда, на самом деле может составлять две или даже больше, оценки огромных масс Солнца для некоторых звезд более чем в сто раз могут быть пересмотрены в сторону понижения. «Это на самом деле помогает раскрыть кажущуюся загадку, потому что астрономы считают, что существует предел тому, насколько большой может быть звезда», - сказал Уоллес. «Чем массивнее звезда, тем быстрее она потребляет топливо и тем ярче она светит. Выше приблизительно 100 солнечных масс звезда должна по существу разлетаться на части посредством интенсивного излучения ».
Результат также делает общий метод оценки расстояний до этих звезд более неопределенным. Чтобы получить оценку расстояния до звезды, нужно получить спектральный тип звезды, анализ света звезды, который показывает ее уникальные характеристики, такие как отпечаток пальца. Для данного спектрального типа каждый знает среднюю абсолютную яркость звезды (насколько яркой она была бы, если бы она находилась на определенном расстоянии - 32,6 световых года). Измеряя его кажущуюся яркость (насколько яркой она выглядит на своем действительном, но неизвестном расстоянии), можно затем использовать соотношение между ее кажущейся и абсолютной яркостью, чтобы определить фактическое расстояние. Если там действительно две (или более) звезды, которых вы не видите, звезда WR будет выглядеть ярче, чем должна, для ее спектрального типа и реального расстояния, в результате чего расстояние будет искажено.
В состав команды входит Уоллес; Д-р Дуглас Р. Гиз, кафедра физики и астрономии, Университет штата Джорджия, Атланта, Джорджия; Энтони Ф. Дж. Моффат, D? Partement de Physique, Университет? де Монреаль, Квебек, Канада; и Майкл М. Шара, отдел астрофизики, Американский музей естественной истории, Нью-Йорк, Нью-Йорк. Исследование финансировалось НАСА.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
