Коктейль молодості. Астрономи виявляють зірки, які давно мали померти, — і тепер вони розуміють, як ті вижили
Наукпоп8 лютого 2022, 07:03
Закони фізики обмежують термін життя потужних зірок. У звичайних умовах працює просте правило — чим масивніша зірка, тим яскравіше вона світить і більше тепла виділяє.
Однак тут є і зворотний бік — чим масивніша зірка, тим менше вона проживе. Все тому, що великі зірки мають великі ядра, які сильніше стимулюють спалювання ядерної енергії, через що зірка швидше витрачає свої запаси палива.
Наприклад, наше Сонце вважається досить невеликою зіркою, життєвий цикл якої становить приблизно 10 мільярдів років. Для порівняння, найпотужніші зірки проживуть лише 10 мільйонів років, після чого вони помруть у яскравому спалаху наднової.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
І тут ми приходимо до непростої загадки, над якою вчені б’ються вже не один рік.
Більшість подібних масивних зірок розміщуються і вмирають неподалік місця, де вони народжуються. Однак іноді вчені знаходять їх там, куди, в теорії, вони не могли дістатися — тобто надто далеко від диска рідної галактики, де вони формуються. Фактично деякі зірки опиняються в місцях, дорога в які зайняла б більше часу, ніж потенційна тривалість їхнього життя.
Як же це може відбуватися?
Астрономи з Університету штату Джорджія, можливо, наблизилися до вирішення цієї загадки завдяки новому дослідженню, опублікованому в науковому журналі The Astronomical Journal.
Вони вивчали масивну зірку спектрального класу О під назвою HD 93521. Вона розташована приблизно за 4064 світлових років від Землі і, що важливіше, за 3600 світлових років від галактичного диска — місця, де вона народилася. Вчені впевнені — зірка занадто масивна, щоб дістатися цього місця, а тому вирішили зрозуміти, як саме вона могла туди потрапити.
Вивчивши її світність, дослідники з’ясували, що маса зірки приблизно в 17 разів більша за масу Сонця, а температура її поверхні становить приблизно 30 тис. кельвінів. Отже, HD 93521 може прожити близько 8,3 млн років; причому приблизно 5 млн із них уже пройшли.
Заковика в тому, що на подорож з галактичного диска в тому місці, де зараз спостерігається зірка, їй би знадобилося приблизно 39 млн років.
Ключ до розгадки у природі обертання зірки. HD 93521 — одна з зірок, що найшвидше обертаються, у всьому Чумацькому Шляху. Такі прискорення можливі внаслідок злиття зірок, коли дві зірки стикаються і формують цілу зірку більшого розміру.
На думку вчених, саме така доля спіткала HD 93521. Вони припускають, що галактичний диск зірка залишила у вигляді подвійної системи з двох менш масивних і, як наслідок, довгоживучих зірок. Ці зірки середньої маси могли б без проблем дістатись туди, де зараз існує HD 93521.
Саме їх відносно недавнє злиття і дозволило в результаті зірці, за якою спостерігають, опинитися там, де вона є досі.
Пітер Висоцький, аспірант Університету штату Джорджія, знайшов подвійну систему IT Librae, яка може підтвердити відкриття астрономів. Це дві зірки спектрального класу B (на крок менше, ніж зірки класу О), які вже почали зливатися, через що одна з них стала більшою, ніж інша. Дослідники пояснюють, що та з них, яка має більшу масу, не могла б опинитися там, де зараз є система, без допомоги легшої зірки. Найімовірніше, раніше це були дві однакові зірки, які почали зливатися ще раніше, завдяки чому масивна зірка живе довше, ніж належить.
Вчені впевнені, що HD 93521 повністю відповідає їхній гіпотезі про зоряний коктейль молодості. Вони вважають, що подальші вивчення подібних зірок і зіркових систем допоможуть нам краще розуміти життєвий цикл зірок, а також передбачати появу наднових у Всесвіті.