Группа астрономов, работающая на Очень Большом Телескопе ESO (VLT), получила самые подробные на сегодняшний день изображения звезды-гипергиганта VY Большого Пса. Наблюдения показывают, что частицы пыли, окружающей звезду, имеют необычно большие размеры, и это позволяет звезде, вступающей в завершающий этап своего существования, терять массу с очень большой скоростью. Этот процесс, детали которого впервые стали понятны ученым — необходимая ступень в подготовке будущего взрыва сверхновой, которым заканчивается жизнь гигантских звезд.

VY Canis Majoris – настоящий Голиаф в мире звезд. Это красный гипергигант, одна из самых больших известных звезд Млечного Пути. Она в 30–40 раз тяжелее Солнца и в 300 000 раз ярче него. Сейчас ее размеры превышают диаметр орбиты Юпитера, и она продолжает быстро расширяться. Начинается последняя стадия ее истории.

Новые наблюдения звезды выполнены с приемником SPHERE на телескопе VLT. Система адаптивной оптики этого инструмента корректирует изображения гораздо лучше, чем прежние такие системы, и это позволяет получить гораздо большую детализацию структуры ярких объектов [1]. С приемником SPHERE удалось ясно увидеть, как VY Большого Пса воздействует своим мощным излучением на окружающие ее пылевые облака.

Вдобавок, используя режим работы SPHERE, обозначаемый аббревиатурой ZIMPOL, астрономы не только глубоко заглянули в недра газо-пылевого облака вокруг звезды, но и смогли измерить параметры рассеяния и поляризации света звезды веществом облака. Эти измерения многое рассказали о свойствах пыли, из которой состоит облако.

Тщательный анализ поляризационных измерений показал, что пылевые частицы облака необычно крупные — 0.5 микрометров в поперечнике. Может показаться, что это не так уж много, но обычные частицы космической пыли раз в 50 меньше.

В процессе своего расширения массивные звезды теряют огромное количество вещества. Вот и VY Canis Majoris ежегодно выбрасывает со своей поверхности в форме газа и пыли примерно 30 масс Земли. Это облако вещества разлетается в пространстве в разные стороны, а когда звезда взрывается, часть этой пыли разрушается, а часть выбрасывается еще дальше в межзвездное пространство. Впоследствии это вещество вместе с тяжелыми элементами, образующимися при взрыве сверхновой, служит строительным материалом для нового поколения звезд и планет.

До настоящего времени оставалось загадкой, как именно вещество из верхних атмосфер гигантских звезд выбрасывается в пространство. Наиболее правдоподобным механизмом этого процесса всегда считалось световое давление звездного излучения. Но поскольку это давление очень невелико, оно может действовать только на крупные частицы пыли, имеющие достаточную площадь поверхности. Только такие частицы могут обеспечить наблюдаемый эффект [2].

“Жизнь массивных звезд очень коротка”, — говорит ведущий автор работы Питер Сциклуна (Peter Scicluna) из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica (Тайвань). “Когда наступают последние стадии их существования, они теряют очень много вещества. Раньше мы могли только теоретически представлять себе, как это происходит. А теперь новые данные, полученные с приемником SPHERE, доказывают, что гипергигант окружен облаком очень крупных пылевых частиц, достаточно крупных, чтобы интенсивное излучение звезды могло бы их выбросить в пространство. Это объясняет быструю потерю массы звездой.”

Обнаружение крупных пылевых частиц в непосредственной близости от звезды означает, что такое пылевое облако должно эффективно рассеивать ее видимое излучение и расширяться под воздействием светового давления. Кроме того, такие крупные частицы должны, по всей вероятности, уцелеть при неизбежном будущем взрыве сверхновой, в которую превратится VY Большого Пса [3]. Эта пыль войдет в состав межзвездной среды, а затем окажется в составе следующего поколения звезд и планет.

Примечания
[1] Инструмент SPHERE/ZIMPOL использует новую систему адаптивной оптики, создающую изображения дифракционного качества. Эти изображения значительно ближе к теоретическому пределу разрешения, достижимому с телескопом данного размера при отсутствии атмосферных искажений, чем те, которые строились более ранними адаптивно-оптическими системами. Новая адаптивная оптика также позволяет наблюдать слабые объекты в непосредственной близости от яркой звезды.

В новом исследовании изображения получались в видимом свете, то есть на более коротких длинах волн, чем в ближнем инфракрасном диапазоне, в котором работало большинство более ранних адаптивно-оптических систем. Сочетание этих факторов привело к тому, что с VLT были получены гораздо более четкие изображения, чем раньше. Еще более высокое пространственное разрешение было достигнуто в режиме VLTI, но интерферометр не строит прямых изображений.

[2] Частицы пыли должны быть достаточно большими, чтобы излучение звезды могло отбрасывать их в окружающее пространство, но с другой стороны и не настолько большими, чтобы быть захваченными силой притяжения звезды. Стоит частицам оказаться чуть меньше, чем нужно, и свет будет просто проходить сквозь пылевое облако, а если они окажутся чуть больше, пыль окажется слишком тяжелой, чтобы свет мог на нее воздействовать. Пыль, которую наблюдали астрономы вокруг VY Canis Majoris, оказалась в точности такого размера, чтобы излучение звезды могло выталкивать ее в окружающее пространство.

[3] Взрыв этой сверхновой произойдет очень скоро, но оснований для беспокойства нет – по астрономическим стандартам «скоро» значит через несколько сотен тысячелетий. Когда это случится, зрелище будет очень красивым: сверхновая, возможно, будет ярче полной Луны. Жизни на Земле это событие угрожать не будет.


Твоим друзьям это понравится!