Астрономи виявили червоного надгіганта, який 4000 років тому пережив потужний вибух і створив навколо себе гігантську бульбашку газу та пилу, у тисячі разів більшу за Сонячну систему. Така подія мала призвести до вибуху наднової та знищення зірки, однак вона пережила це явище, хоча причину цього науковці поки не знають. Це відкриття змушує переглянути уявлення про еволюцію масивних зірок і може пояснити майбутню долю Бетельгейзе — найвідомішого червоного надгіганта. Результати дослідження опублікували в журналі Astronomy and Astrophysics.
Чому таке завершення життя незвичне для червоних надгігантів?
Червоні надгіганти належать до наймасивніших і найяскравіших зір у Всесвіті. Вони формуються зі світил, маса яких у 8–30 разів перевищує сонячну, та швидко вичерпують свої запаси ядерного палива. Внаслідок цього, їхні зовнішні шари роздуваються до сотень радіусів Сонця, а температура на поверхні знижується до 3000–4000 Кельвінів. Такі зорі є головними «фабриками» хімічних елементів — у їхніх надрах відбувається синтез важких ядер, які збагачують міжзоряне середовище киснем, магнієм, кремнієм та іншими елементами.
Досі науковці розглядали два сценарії закінчення життя таких надмасивних зір: повільна та поступова втрата маси через зоряний вітер або вибух наднової. Однак науковці з Технічного університету Чалмерс у Швеції та Інституту фундаментальної фізики в Іспанії вирішили детальніше дослідити червоного надгіганта DFK52 у зоряному скупченні Stephenson 2 — одному з найбагатших на масивні зорі скупчень Чумацького Шляху.
Як зоря занурила себе в бульбашку?
Для спостережень за DFK52 використовували телескоп ALMA у Чилі, що складається з 66 антен і дозволяє з високою роздільною здатністю картувати розподіл молекулярного газу та пилу. Завдяки радіоспостереженням дослідники змогли виміряти швидкість молекул, зокрема чадного газу, і встановити, що оболонка навколо DFK52 активно розширюється.
Виявлений об’єкт є гігантською бульбашкою газу та пилу діаметром понад 1,4 світлового року, або майже 90 тисяч астрономічних одиниць — у тисячі разів більше за розмір нашої Сонячної системи. Якби DFK52 була розташована настільки близько до Землі, як найближчий червоний надгігант Бетельгейзе, її бульбашка зайняла б на небосхилі приблизно третину від площі, яку займає повний Місяць.
Масу бульбашки оцінюють приблизно в одну сонячну, що робить її найбільш масивною з подібних структур, відомих у Чумацькому Шляху. Аналіз показав, що вона утворилася близько 4000 років тому внаслідок короткочасного, але потужного викиду зовнішніх шарів зорі. Однак науковці не виключають, що цей вибух не був останнім в еволюції DFK52, і зоря ще може закінчити свій життєвий шлях як наднова.
Як зірка вижила після такого вибуху?
Науковці припускають, що викид речовини зі зорі міг бути зумовлений нестійкістю в зонах конвекції — ділянках в оболонці зорі, де передача енергії від ядра до зовнішніх шарів відбувається завдяки перемішуванню розжареної плазми. Іншим можливим поясненням цього явища можуть бути сильні пульсації або взаємодія з поки що невиявленим зоряним компаньйоном, як у Бетельгейзе.
Оскільки подібні масові втрати речовини є ключовим етапом у житті масивних зірок і визначають їхній фінал, відкриття вибухоподібних втрат маси розширює наше уявлення еволюції зір. Воно вказує на можливий сценарій еволюції зорі Бетельгейзе, яка теж перебуває у фазі червоного надгіганта й може показати подібні явища. Нарешті, результати допомагають зрозуміти, як масивні зорі впливають на міжзоряне середовище та формування наступних поколінь зір і планет.
Як досліджують червоні надгіганти
💥 Вибухи наднових часто видно неозброєним оком із Землі — одну з таких подій зафіксували у травні 2023 року, а телескоп «Габбл» знайшов червоного гіганта, який завершив так своє життя.
🌟 Спостереження за червоними надгігантами дозволяють розгледіти навіть декілька етапів еволюції наднових — одну з таких побачили на відстані 11 мільярдів світлових років.
🔭 Червоні надгіганти мають настільки великі розміри, що це дозволяє розгледіти їх на значній відстані, завдяки чому науковці вперше детально розгледіли зірку за межами нашої Галактики.