Коктейль молодости. Астрономы находят звезды, которые давно должны были умереть, — и теперь они понимают, как те выжили
Научпоп8 февраля 2022, 07:03
Законы физики ограничивают срок жизни массивных звезд. В обычных условиях работает простое правило — чем массивнее звезда, тем ярче она светит и больше тепла выделяет.
Однако здесь есть и обратная сторона — чем массивнее звезда, тем меньше она проживет. Все из-за того, что большие звезды имеют большие ядра, которые сильнее стимулируют сжигание ядерной энергии, из-за чего звезда быстрее расходует свои запасы топлива.
К примеру, наше Солнце считается достаточно небольшой звездой, жизненный цикл которой составляет около 10 миллиардов лет. Для сравнения, самые массивные звезды проживут лишь 10 миллионов лет, после чего они умрут в красочной вспышке сверхновой.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
И здесь мы приходим к непростой загадке, над которой ученые бьются уже не один год.
Большинство подобных массивных звезд находятся и умирают недалеко от места, где они рождаются. Однако иногда ученые находят их там, куда, в теории, они не могли добраться — то есть, слишком далеко от диска родной галактики, где они формируются. Фактически, некоторые звезды оказываются в местах, дорога в которые заняла бы больше времени, чем потенциальная продолжительность их жизни.
Как же такое может происходить?
Астрономы из Университета штата Джорджия, возможно, приблизились к решению этой загадки благодаря новому исследованию, которое опубликовано в научном журнале The Astronomical Journal.
Они изучали массивную звезду спектрального класса О под названием HD 93521. Она находится примерно в 4064 световых лет от Земли и, что важнее, в 3600 световых годах от галактического диска — места, где она родилась. Ученые уверены — звезда слишком массивная, чтобы добраться в это место, а потому решили понять, как именно она могла туда попасть.
Изучив ее светимость, исследователи выяснили, что масса звезды примерно в 17 раз больше массы Солнца, а температура ее поверхности составляет примерно 30 тыс. кельвинов. Таким образом, HD 93521 может прожить около 8,3 млн лет; причем приблизительно 5 млн из них уже прошли.
Загвоздка в том, что на путешествие из галактического диска в том место, где сейчас наблюдается звезда, ей бы потребовалось около 39 млн лет.
Ключ к разгадке кроется в природе вращения звезды. HD 93521 — одна из самых быстровращающихся звезд во всем Млечном Пути. Подобные ускорения возможны в результате звездных слияний, когда две звезды сталкиваются и формируют целую звезду большего размера.
По мнению ученых, именно такая судьба постигла HD 93521. Они предполагают, что галактический диск звезда покинула в виде двойной системы из двух менее массивных и, как следствие, более долгоживущих звезд. Эти звезды средней массы могли бы без проблем добраться туда, где сейчас существует HD 93521.
Именно их относительно недавнее слияние и позволило в итоге наблюдаемой звезде оказаться там, где она существует до сих пор.
Питер Высоцки, аспирант Университета штата Джорджия, нашел двойную систему IT Librae, которая может подтвердить открытие астрономов. Это две звезды спектрального класса B (на шаг меньше, чем звезды класса О), которые уже начали сливаться, из-за чего одна из них стала больше, чем другая. Исследователи объясняют, что та из них, которая обладает большей массой, не могла бы оказаться там, где сейчас находится ситема, без помощи более легкой звезды. Скорее всего раньше это были две одинаковые звезды, которые начали сливаться еще раньше, благодаря чему массивная звезда живет дольше положенного.
Ученые уверены, что HD 93521 полностью соответствует их гипотезе о звездном коктейле молодости. Они считают, что дальнейшие изучения подобных звезд и звездных систем помогут нам лучше понимать жизненный цикл звезд, а также предсказывать появление сверхновых во Вселенной.