Астрономы стали свидетелями того, как одна из крупнейших звезд нашей Вселенной перешла на следующий этап звездной эволюции.. Эта драматическая метаморфоза может стать предвестником мощного взрыва сверхновой, в результате которого звезда породит черную дыру.
Речь идет о WOH G64 (также известной как IRAS 04553–6825), звезде расположенной в Большом Магеллановом Облаке (БМО), на расстоянии около 163 000 световых лет от нас. Звезда примерно в 1540 раз больше Солнца, ее масса почти в 30 раз превышает массу нашей звезды, а яркость — в 282 000 раз. Звезда WOH G64, открытая в 1970-х годах, всегда выглядела как красный сверхгигант, окруженный кольцом или тором из плотной пыли.
Однако в 2014 году внешний вид этого сверхгиганта начал меняться, что может быть свидетельством превращения красного сверхгиганта в редкого желтого гипергиганта, и все это на глазах астрономов, если можно так выразится. Судьба звезд с начальной массой от 23 до 30 масс Солнца после превращения в красных сверхгигантов до сих пор неясна. В данном случае WOH G64 был самым экстремальным из известных красных сверхгигантов с предполагаемой массой около 28 масс Солнца. До сих пор неясно, взрываются ли такие звезды как сверхновые, коллапсируют ли напрямую в черные дыры или переходят из фазы красного сверхгиганта в фазу желтого гипергиганта, прежде чем завершить свою жизнь.
Результаты исследования команды ученых стали первым доказательством того, что экстремальный звездный объект может менять свою температуру и превращаться из красного в желтый в течение года — причем плавно и без катастрофических происшествий, и это особенно удивительно, потому что быстрые изменения в звездах обычно связаны с бурными процессами.
Возраст WOH G64 составляет всего 5 миллионов лет, и по сравнению с другими звездами, такими как наше Солнце, которому 4,6 миллиарда лет, она — космический юнец. Поэтому может показаться, что ее жизнь подходит к концу, что несправедливо по космическим меркам. Дело в том, что массивные звезды, такие как эта, «живут быстро и умирают молодыми», сжигая запасы топлива, необходимые для ядерного синтеза, быстрее, чем звезды меньшего размера.
Хотя такая короткая продолжительность жизни характерна для всех массивных звезд, конечные стадии жизни этих звезд-гигантов не столь предсказуемы. Например, не все красные сверхгиганты сбрасывают внешние слои, когда их ядра сжимаются, превращаясь в желтые сверхгиганты.
Желтые гипергиганты встречаются крайне редко, поскольку представляют собой недолговечную переходную фазу между стадией красного сверхгиганта и последующим взрывом сверхновой. Следовательно, в настоящее время известно лишь небольшое количество подтвержденных случаев существования желтых гипергигантов — всего несколько десятков объектов.
Чтобы произошла трансформация в желтого гипергиганта, массивной звезде нужен достаточно сильный звездный ветер, который сможет стряхнуть внешнюю оболочку из ранее сброшенного звездного вещества. Этот процесс повышает температуру звезды. Однако только самые яркие красные сверхгиганты могут выбрасывать потоки вещества, достаточно мощные, чтобы запустить эту переходную фазу, которая в конечном итоге приведет к гибели звезды.
Исследователи также обнаружила, что огромная звезда на самом деле является частью двойной системы и существует вместе со звездой-компаньоном. Это усложняет поиск потенциальной причины ее трансформации, если предположить, что главная звезда жадно поглощает вещество своего компаньона.
Таким образом, ученые пока не знают, является ли эволюция WOH G64 следствием взаимодействия с ее двойным звездным компаньоном или же метаморфозы происходят внутри самой звезды. Продолжающийся обмен массой между звездами может привести к их столкновению и слиянию. Однако если взаимодействие между звездами будет незначительным или вовсе отсутствовать, основная звезда будет сжиматься, что в конечном итоге приведет либо к взрыву сверхновой, либо к прямому коллапсу в черную дыру. В этом контексте “скоро” означает период от ста до нескольких тысяч лет. Такое событие было бы экстраординарным, и маловероятно, что оно произойдет при нашей жизни.