Ученые, изучающие звезду V Hydrae, стали свидетелями загадочного процесса ее гибели с беспрецедентными подробностями. Используя данные ALMA и Хаббла, они обнаружили шесть медленно расширяющихся колец и две структуры в форме песочных часов, возникшие в результате быстрого выброса вещества в космос
(V Hya) — богатая углеродом звезда асимптотической ветви гигантов (AGB) , расположенная примерно в 1300 световых годах от Земли в созвездии Гидры . Более 90% звезд с массой, равной или превышающей массу Солнца, превращаются в звезды AGB, потому что топливо, необходимое для запуска ядерных процессов, удаляется. Из этих миллионов звезд V Hya представляет особый интерес для ученых своим уникальным поведением и характеристиками, включая экстремальные всплески плазмы, которые происходят каждые 8,5 лет, и наличие почти невидимой звезды-компаньона, которая способствовала взрывному поведению V Hya
«Наше исследование подтверждает, что традиционная модель гибели звезд AGB — массивные выбросы топлива медленным, относительно устойчивым сферическим ветром на протяжении более 100 000 лет — в лучшем случае неполна, а в худшем ошибочна», — сказал Рагвендра Сахай, астроном из Лаборатории реактивного движения НАСА. ведущий автор исследования . Весьма вероятно, что близкая звезда или подзвездный спутник играют значительную роль в ее гибели, и понимание физики двойных взаимодействий это важно как для астрофизики в целом, так и для одной из ее величайших задач. В случае V Hya сочетание ближней и гипотетической далекой звезды-компаньона по крайней мере в какой-то степени ответственно за наличие у нее шести колец и быстрые истечения, заставляющие звезду чудесным образом погибнуть.
Марк Моррис, астроном из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор исследования, добавил: V Hydrae была поймана в процессе потери своей атмосферы — в конце концов, большей части своей массы — что и происходит с большинством звезд на поздней стадии красного гиганта . К нашему удивлению, мы обнаружили, что в этом случае материя выбрасывается в виде ряда текучих колец. Это первый и единственный раз, когда кто-либо наблюдал, что газ, выброшенный из звезды AGB, может вытекать в виде серии расширяющихся «колец дыма».
Шесть колец расширились наружу на V Hya примерно за 2100 лет, добавляя материю и подпитывая рост дискообразной структуры высокой плотности вокруг звезды. Команда назвала эту структуру DUDE, или Disk Undergoing Dynamic Expansion.
По словам Морриса, заключительная стадия звездной эволюции — когда звезды превращаются из красных гигантов в остатки белых карликов — представляет собой сложный процесс, который еще недостаточно изучен . Открытие того, что этот процесс может включать выброс колец газа с образованием быстрых прерывистых струй материи, вносит новое и увлекательное изменение в наши исследования того, как умирают звезды.
Сахай добавил: Ви Хья находится в короткой, но критической переходной фазе, которая длится недолго, и на этой фазе трудно найти звезд или, скорее, «поймать их в действии». Нам посчастливилось сфотографировать все различные явления потери массы в V Hya, что позволит нам лучше понять, как умирающие звезды теряют массу в конце своей жизни.
В дополнение к полному набору расширяющихся колец и искривленному диску, в финальном акте V Hya есть две структуры в форме песочных часов и дополнительная струеподобная структура, которая расширяется со скоростью более 240 км/с. Крупные структуры в форме песочных часов ранее наблюдались в планетарных туманностях , включая MyCn 18 — также известную как Туманность Песочных часов — молодую эмиссионную туманность , расположенную примерно в 8000 световых годах от Земли в созвездии Муха , и более известную Южную Крабовидную туманность . , эмиссионная туманность, расположенная на расстоянии около 7000 световых лет в созвездии Центавра .
Сахаи сказал: «Впервые мы наблюдали наличие очень быстрого оттока в 1981 году. Затем, в 2022 г., мы обнаружили струйный поток, состоящий из плотных пятен плазмы, выбрасываемых с большой скоростью из V Hya. И теперь наше открытие широкоугольных истечений V Hya соединяет точки, показывая, как все эти структуры могут формироваться во время фазы эволюции, в которой сейчас находится этот очень яркий красный гигант.
Из-за расстояния и плотности пыли, окружающей звезду, для исследования V Hya потребовался уникальный инструмент, способный четко видеть вещество, которое одновременно очень далеко и трудно или невозможно обнаружить с помощью большинства оптических телескопов. Команда использовала приемники ALMA в диапазоне 6 (1,23 мм) и диапазоне 7 (85 мм), которые с поразительной четкостью показали многочисленные кольца и истечения звезды.
«Процессы, происходящие на последних стадиях развития маломассивных звезд, и особенно во время фазы AGB, уже давно очаровывают астрономов и их трудно понять », — сказал Джо Песке, астроном и сотрудник программы NSF для NRAO/ALMA. Наконец, возможности и разрешение ALMA позволяют нам наблюдать эти явления с замечательными подробностями, что необходимо для получения некоторых ответов и расширения нашего понимания событий, происходящих с большинством звезд во Вселенной.
Сахаи добавил, что включение в исследование инфракрасных, оптических и ультрафиолетовых данных создало полную, многоуровневую картину того, что может стать одним из величайших зрелищ в Млечном Пути , по крайней мере, для астрономов. Каждый раз, когда мы наблюдаем V Hya, используя новые возможности наблюдения, он становится все более и более похожим на цирк, характеризующийся еще большим разнообразием впечатляющих подвигов. V Hydrae поразила нас своими многочисленными представлениями, и, поскольку наше Солнце может однажды постичь подобную судьбу, она привлекла наше внимание.
