зірки

ЧЕРВОНА гіпергігантська зірка VY Canis Majoris- ESO

За допомогою Дуже великого телескопа (VLT) ESO команда астрономів зробила найбільш деталізовані зображення гіпергігантської зірки VY Canis Majoris. Ці спостереження показують, як несподівано великий розмір частинок пилу, що оточують зірку, дозволяє їй втратити величезну кількість маси, коли починається процес її загибелі. Цей процес, зрозумілий зараз вперше, необхідний для підготовки цих гігантських зірок до їх вибухового кінця як наднових.

VY Canis Majoris - зоряний Голіаф, червоний гіпергігант, одна з найбільших відомих зірок Чумацького Шляху. Це в 30–40 разів перевищує масу Сонця і в 300 000 разів світліше. У своєму нинішньому стані зірка охоплювала б орбіту Юпітера, після того, як вона надзвичайно розширилася, ввійшовши в заключну фазу свого життя.

Для отримання цих нових спостережень за зіркою використовувався прилад SPHERE, встановлений у VLT. Адаптивна оптична система цього приладу коригує зображення краще, ніж попередні системи, що використовують цю саму техніку, дозволяючи з великою деталізацією розглядати характеристики об’єктів або явищ, дуже близьких до джерел світла [1]. СФЕРА чітко показала, як яскраве світло від VY Canis Majoris висвітлювало хмари матеріалу навколо нього.

А за допомогою режиму ZIMPOL від SPHERE команда змогла не лише глибше заглянути в серце цієї хмари газу та пилу, що оточує зірку, але й те, як світло від зірок розсіювався та поляризувався навколишнім матеріалом. Ці вимірювання були ключовими для виявлення невловимих властивостей пилу.

Ретельний аналіз результатів поляризації показав, що ці пилові зерна були відносно великими частинками, розміром 0,5 мкм, які можуть здатися дрібними, але зерна такого розміру приблизно в 50 разів більші за пил, який зазвичай знаходиться в міжзоряному просторі.

Великі зірки викидають велику кількість матеріалу, коли вони розширюються - щороку VY Canis Majoris вибухає зі своєї поверхні у 30 разів більше маси Землі у вигляді пилу та газу. Ця хмара матеріалу виходить назовні до того, як зірка вибухне, після чого частина пилу руйнується, а решта викидається в міжзоряний простір. Пізніше цей матеріал буде використовуватися разом з важчими елементами, створеними під час вибуху наднової, наступним поколінням зірок, і навіть може потрапити як частина матеріалу, з якого народяться планети.

До цього часу не було відомо, що це за процес, через який матеріал у верхніх частинах атмосфер цих гігантських зірок був випущений у космос до того, як зірка вибухнула. Завжди підраховували, що найбільш вірогідним пусковим механізмом є тиск випромінювання, сила, що діє під зоряним світлом. Оскільки цей тиск дуже слабкий, процес залежатиме від наявності великих пилових зерен, щоб забезпечити достатньо велику площу поверхні, щоб мати відчутний ефект [2].

"Масивні зірки живуть недовго," - говорить провідний автор Пітер Шиклуна з Академії Сініка (Інститут астрономії та астрофізики, Тайвань). “З наближенням їх останніх днів вони втрачають велику масу. Раніше ми могли лише теоретизувати про те, як це сталося, але тепер, за новими даними SPHERE, ми виявили великі крупинки пилу навколо цього гіпергіганта. Вони досить великі, щоб їх викинув інтенсивний радіаційний тиск зірки, що пояснює її швидку втрату маси ".

Великі пилові зерна, що спостерігаються настільки близько до зірки, говорять нам, що хмара може ефективно розсіювати видиме світло від зірки і відштовхуватися радіаційним тиском зірки. Розмір пилових зерен також передбачає, що велика ймовірність, що найбільша частина переживе випромінювання, спричинене неминучим та різким зникненням VY Canis Majoris як наднової [3]. Потім цей пил буде живити навколишнє міжзоряне середовище, призначене для формування майбутніх поколінь зірок і планет.

Оцінки

[1] SPHERE/ZIMPOL використовує надзвичайно адаптивну оптику для створення дифракційних зображень, наближаючи її набагато ближче, ніж попередні адаптивні оптичні прилади, до досягнення теоретичної межі телескопа, якщо не було атмосфери. Екстремальна адаптивна оптика також дозволяє побачити набагато затемненіші предмети, які знаходяться дуже близько до яскравої зірки.

Зображення в цьому новому дослідженні також були зроблені у видимому світлі - довжини хвиль менше, ніж ближній інфрачервоний діапазон, в якому було зроблено більшість зображень, раніше знятих за допомогою адаптивної оптики. Ці два фактори дають набагато чіткіші зображення, ніж попередні VLT-зображення. Ще більша просторова роздільна здатність була досягнута за допомогою VLTI, але інтерферометр не створює зображення безпосередньо.

[2] Частинки пилу повинні бути достатньо великими, щоб зоряне світло могло їх штовхнути, але не надто великими, оскільки в такому випадку вони просто потонули б. Занадто маленьке і зоряне світло розрізало б пил; занадто великий, і пил буде занадто важким, щоб його штовхнути. Пил, який команда спостерігала над VY Canis Majoris, був саме потрібного розміру, потрібного розміру, щоб ефективно просуватися зоряним світлом.

[3] За астрономічними мірками вибух відбудеться найближчим часом, але причин для тривоги немає, оскільки ця вражаюча подія, швидше за все, відбудеться через сотні тисяч років. Це буде вражаюче, видно із Землі (можливо, таке ж яскраве, як Місяць), але не небезпека для життя на нашій планеті.

Додаткова інформація

Ця дослідницька робота представлена ​​у статті під назвою "Великі пилові зерна на вітрі VY Canis Majoris", П. Scicluna та ін., І виходить у журналі Astronomy & Astrophysics.