Группа астрономов с помощью ESO VLT получила самые подробные изображения гипергиганта VY Большого Пса. Наблюдения показывают, как неожиданно большие частицы пыли, окружающие звезду, позволяют ей терять невероятно огромное количество массы на начальной стадии умирания звезды. Этот процесс, который был впервые понят, необходим для подготовки таких гигантских звезд к взрыву сверхновой.
VY Большого Пса — звезда Голиаф, красная гипергигантская звезда , одна из крупнейших известных звезд Млечного Пути. Его масса в 30-40 раз больше массы Солнца и в 300 000 раз больше его светимости. На нынешнем этапе звезда больше, чем орбита Юпитера, поскольку она резко расширилась, когда вступила в завершающую стадию своей жизни.
Новые наблюдения объекта были сделаны прибором СФЕРА на VLT . Система адаптивной оптики этого прибора корректировала изображения в большей степени, чем системы адаптивной оптики предыдущего поколения. Это позволяет детально изучать структуры очень близко к яркому источнику света [1] . СФЕРА ясно показывает, как яркий свет VY Большого Пса освещает облака материи, окружающие звезду.
Благодаря режиму инструмента СФЕРА под названием ZIMPOL команда смогла не только глубже заглянуть в сердце газового и пылевого облака, окружающего звезду, но и увидеть, как свет рассеивается и поляризуется окружающим веществом. Эти измерения сыграли ключевую роль в открытии неуловимых свойств пыли.
Тщательный анализ результатов поляризации показал, что пылинки представляют собой относительно крупные частицы размером 0,5 микрона , что может показаться небольшим числом, но примерно в 50 раз превышает размер пылинок, обычно обнаруживаемых в межзвездном пространстве.
Массивные звезды теряют много материала по мере расширения — каждый год VY Большого Пса выбрасывает со своей поверхности в 30 раз больше массы Земли в виде пыли и газа. Это облако вещества выталкивается дальше, прежде чем звезда взорвется, после чего часть пыли будет уничтожена, а остальная часть выброшена в межзвездное пространство. Затем этот материал вместе с более тяжелыми элементами, образовавшимися в результате взрыва сверхновой, используется звездами следующего поколения, которые могут использовать его для создания планет.
До сих пор оставалось загадкой, как материя из верхних атмосфер звезд-гигантов выбрасывается обратно в космос до того, как звезды взорвутся. Радиационное давление , сила, создаваемая звездным светом, всегда казалась наиболее вероятным фактором . Поскольку это давление очень низкое, процесс основан на действии крупных пылинок, которые обеспечивают достаточно широкую поверхность для того, чтобы эффект имел соответствующий масштаб [2] .
«У массивных звезд короткая жизнь», — говорит ведущий автор Питер Шиклуна из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica на Тайване. «Когда они приближаются к своим последним дням, они сильно теряют в весе. В прошлом мы могли только теоретизировать о том, как это произошло. Но теперь, благодаря новым данным SPHERE, мы обнаружили большие пылинки вокруг гипергиганта. Они достаточно велики, чтобы быть отброшенными интенсивным радиационным давлением звезды, что объясняет ее быструю потерю массы».
Крупные пылинки, наблюдаемые так близко к звезде, означают, что облако может эффективно рассеивать видимый свет звезды и отдаляться от звезды под действием радиационного давления. Размер пылинок также означает, что большинство из них, вероятно, переживут радиацию, вызванную драматическим концом VY Большого Пса во взрыве сверхновой [3] . Затем эта пыль становится частью окружающей межзвездной среды, питая будущие поколения звезд и способствуя формированию их планет.
Примечания
[1] СФЕРА / ZIMPOL использует экстремальную адаптивную оптику, которая намного ближе, чем предыдущие поколения инструментов адаптивной оптики, в задаче достижения теоретического предела для телескопа в отсутствие атмосферы. Экстремальная адаптивная оптика позволяет вам видеть гораздо более слабые объекты очень близко к яркой звезде.
Фотографии в последнем исследовании также были сделаны в видимом диапазоне — на более коротких длинах волн, чем ближний инфракрасный диапазон, в котором работало большинство более ранних инструментов адаптивной оптики. Эти два фактора приводят к значительно лучшей резкости изображения, чем в более ранних изображениях VLT. Еще лучшее разрешение может быть достигнуто с помощью VLTI , но интерферометр не создает изображения напрямую.
[2] Частицы пыли должны быть достаточно большими, чтобы свет звезд мог их перемещать, но они не должны быть слишком большими. Если они слишком малы, свет звезд будет эффективно проходить сквозь пыль, а если они слишком велики, пыль будет слишком тяжелой, чтобы ее можно было сместить. Пыль, которую ученые наблюдали вокруг VY Большого Пса, идеально подходит по размеру для наиболее эффективного отражения рассеянного света.
[3] По астрономическим меркам извержение произойдет скоро, но нет причин поднимать тревогу, так как оно вряд ли произойдет в ближайшие сотни или тысячи лет. Это будет впечатляющее явление, видимое с Земли, возможно, ярче Луны, но не угрожающее жизни на нашей планете.
Состав исследовательской группы: П. Шиклуна (Институт астрономии и астрофизики Academia Sinica, Тайвань), Р. Зибенморген (ESO, Гархинг, Германия), Дж. Бломмарт (Свободный университет, Брюссель, Бельгия), М. Каспер (ESO, Гархинг, Германия), Н.В. Вощинников (Санкт-Петербургский университет, Санкт-Петербург, Россия), Р. Вессон (ESO, Сантьяго, Чили) и С. Вольф (Кильский университет, Киль, Германия).
