Угорські та австралійські астрономи виявили ознаки старіння червоної гігантської зірки

Згідно з доповіддю на веб-сайті Угорської академії наук (МТА), життя зірок відбувається дуже повільно, більшу частину часу занадто повільно, щоб виявити протікання часу в людському масштабі на небесному тілі. Виняток з цього становить більшість вибухів наднових, але більшість зірок ніколи не стають надновими. Зірки, як Сонце, досягають кінця свого життя набагато тихіше: через кілька мільярдів років вони перетворюються на червону гігантську зірку, а потім врешті-решт у планетарну туманність, залишаючи крихітну білу карликову зірку позаду. Ця історія була складена астрономами на основі спостереження багатьох-багатьох різного віку зірок та обчислення зоряних моделей. Однак дуже важко насправді довести, чи насправді зірка йде цим «середнім» життєвим шляхом.

австралійські

Однак співробітники Інституту астрономії CSFK Ласло Молнар та Ласло Кісс у своїй спільній роботі з Меридіт Джойс, докторантом Австралійського національного університету, знайшли підтвердження цього, використовуючи ланцюг подій до кінця життя для менших зірок. Як вони пишуть, від червоного гіганта до фази білого карлика, протягом останніх кількох мільйонів років зірка більше не виробляє стабільної енергії. Часом ядерний синтез стрибає всередину: ці «гикавки», теплові імпульси, спричиняють значні зміни в розмірах та яскравості зірки і відбуваються дуже швидко, протягом століть до тисячоліть. Іншими словами, один такий тепловий імпульс можна помітити за кілька людино-років, але для цього потрібно знати, де і як шукати сліди.

Дуже допомагає при ідентифікації, що ці старі зірки також є змінними зірками. Вони також імпульсуються збудженими в них звуковими хвилями, тобто вони стискаються і розширюються циклічно, з періодами близько року. Ці повільні, але дуже вражаючі зміни світла у багатьох змінних зірках, включаючи Мінські Ведмедиці (T UMi), відстежуються астрономами-професіоналами та любителями вже більше століття. Незважаючи на схожість у назві, це два різні явища, і пульсація - це індикатор, який може зрадити початок теплового імпульсу. Коли зірка починає стискатися, звукові хвилі проходять крізь неї швидше, скорочуючи ці річні цикли.

T UMi довгий час був однією з незліченних інших змінних зірок, але потім її період почав швидко скорочуватися у 1980-х. Ця швидка зміна вже була пов’язана з можливим тепловим імпульсом на початку 2000-х років астрономами із Сегеда, Каролі Сатмарі, Ласло Кісса та Зшофії Бебесі, але лише в останні роки з’явилися зоряні моделі розвитку, які вже підходять дослідникам для їх правильного використання. точно підраховувати події.

Угорські дослідники давно планували повторно дослідити зірку за допомогою новіших даних та вдосконалених інструментів. Спостереження, зібрані за останні десять років, виявилися ключовими: виявилося, що у зірки також з'явилася друга пульсація. Спостереження за двома різними звуковими хвилями та їх затухання при зменшенні зірки дозволило їм набагато точніше визначити, з якою зіркою вони мають справу.

Мерідіт Джойс приєдналася для детального фізичного моделювання. В рамках співпраці поведінка T UMi була відтворена з використанням найдосконаліших числових кодів еволюції та пульсацій зірок. Складність завдання добре видно з того факту, що зоряні моделі були винайдені для того, щоб стежити за еволюцією зірок протягом мільярдів років, але це потрібно було визначити з точністю до 5-10 років, саме тоді, коли цього разу.

Але модельні розрахунки нарешті довели, що T UMi просто переживає тепловий імпульс, а також виявилося, що зірка народилася вдвічі більше маси Сонця 1,2 мільярда років тому. Це, безумовно, найточніша оцінка віку та маси для такої унікальної зірки, що наближається до кінця свого життя. І завдяки детальним моделям можна передбачити не тільки минуле зірки, але і її найближче майбутнє: дослідники дійшли висновку, що усадка через імпульс триватиме загалом 80-100 років, отже, ще 40-60 років до зорі розмір знову зростає. Крім того, вважається, що зірка знаходиться на останньому тепловому імпульсі і стане білим карликом протягом декількох десятків або сотень тисяч років.

Безпосереднє спостереження теплового імпульсу важливо не лише для тестування моделей, що описують еволюцію зірок. Це тому, що ці події збагачують увесь Всесвіт. Більше легких і важких елементів, таких як вуглець і азот або олово та свинець, утворюються не в наднових, а в надрах старих зірок, таких як T UMi. Звідти він змішується на поверхні зірки під час теплового імпульсу, і тоді він може піти разом із зоряним вітром, утворюючи дрібні частинки пилу. Пізніше ці частинки пилу можуть потрапити в будівельний матеріал наступного покоління зірок, з якого можуть формуватися планети навколо зірок і на них може створюватися життя на основі вуглецю, - йдеться у звіті, опублікованому в п'ятницю.

Стаття, що представляє результати, була опублікована в Astrophysical Journal, версія для вільного читання доступна у колекції документів arXiv.