Хотя на первый взгляд все звезды на ночном небе выглядят одинаково, в действительности то, сколько они проживут и как войдут в историю, сильно различается в зависимости от их массы. Космический телескоп Джеймса Уэбба только что заметил звезду, которая переживает свои последние мгновения перед впечатляющим окончанием жизни. Астрономам повезло, потому что этот конкретный этап эволюции длится лишь мгновение ока в космическом масштабе.
Когда мы смотрим на то, из чего состоит наша галактика Млечный Путь, подавляющее большинство звезд — это маленькие, незаметные, относительно холодные красные карлики. Все такие звезды только в начале своего пути. Расчеты показывают, что такие звезды могут светить сотни и тысячи миллиардов лет. Учитывая, что Вселенной всего 13,8 миллиарда лет, каждый красный карлик все еще находится на стадии звездного новорожденного.
Более массивные звезды, близкие по массе к Солнцу, — совсем другая история. Наше Солнце, существующее почти 5 миллиардов лет, по оценкам, прошло примерно половину своего жизненного цикла. Еще через 5 миллиардов лет, когда водород в ее ядре иссякнет, звезда сначала станет красным гигантом, затем сбросит свои внешние оболочки, которые на некоторое время сформируют вокруг нее планетарную туманность, и, наконец, оставит после себя белого карлика, то есть охлаждать на миллиарды горячее ядро древней звезды. В конце концов, после излучения всей энергии такой белый карлик превращается в черного карлика. Пока таких объектов еще не существует, потому что время остывания белого карлика больше, чем текущий возраст Вселенной.
Наиболее интересная ситуация с наиболее массивными звездами, массы которых превышают 7 масс Солнца. Такие звезды живут относительно недолго. Менее массивные из них живут около 50 миллионов лет, а самые массивные способны израсходовать свое топливо всего за 5 миллионов лет. Эти звезды быстро сжигают запасы водорода, а затем начинают сжигать гелий, углерод, водород и другие элементы до железа. В конце жизни звезды она сначала коллапсирует под действием гравитации, а затем взрывается как сверхновая. После такой звезды в зависимости от ее начальной массы остается либо нейтронная звезда, либо черная дыра. С другой стороны, разрушенный звездный мусор разбрасывает тяжелые элементы по межзвездной среде.
Некоторые наиболее массивные звезды, имеющие массу в десяток или около того масс Солнца, весь жизненный цикл которых завершается в пределах 5 миллионов лет, в конце своей жизни переходят в звездную стадию Вольфа-Райе. Это крайне короткий (для звезды) срок жизни всего 500 000 лет, что является своего рода прелюдией к взрыву сверхновой.
Космический телескоп Джеймса Уэбба наблюдает WR 124.
Звезда Вольфа-Райе WR124, видимая космическим телескопом Джеймса Уэбба
Вскоре после запуска в космос в 2022 году космический телескоп Джеймса Уэбба поставил одну из своих первых целей для наблюдения за звездой Вольфа-Райе WR124. Этот объект окружен характерной оболочкой из пыли и газа, выброшенных с поверхности звезды. Астрономы подсчитали, что звезда, удаленная от нас примерно на 30 масс Солнца и на расстояние около 15 000 световых лет, уже сбросила таким образом около 10 масс Солнца.
Так выглядит WR 124 через космический телескоп Хаббла
Газ, удаляясь от звезды, постепенно остывает, образуя пылинки, которые хорошо видны в инфракрасном свете. И так уж получилось, что телескоп Джеймса Уэбба был создан для наблюдения за Вселенной в этом диапазоне электромагнитного излучения.
Наблюдения за такими звездами, как WR124, могут дать ученым новое понимание происхождения и эволюции космической пыли, которой, кажется, в космосе просто слишком много. Все известные в настоящее время процессы образования пыли недостаточно эффективны, чтобы объяснить присутствие всей пыли, наблюдаемой во Вселенной. Однако наблюдение за процессами его формирования вблизи звезд может привести ученых к поиску дополнительных процессов, которые заполнили бы пробелы в наших знаниях. Тот факт, что мы получаем феноменальные фотографии, кстати, является лишь приятным побочным эффектом.
